DE102016106840A1

DE102016106840A1 - Energieübertragungsvorrichtung, Energieübertragungssystem, Elektrofahrzeug-Ladestation und Elektrofahrzeug-Ladeverfahren

Info

Publication number: DE102016106840A1
Application number: DE102016106840.3A
Authority: DE
Inventors: Anmelder Gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Munstermann Tim De
Priority date: 2016-04-13
Filing date: 2016-04-13
Publication date: 2017-10-19

Abstract

Es wird eine Energieübertragungsvorrichtung (1) mit einem Energieaufnahmeanschluss (2, 25) zur Kopplung mit einem Spender-Elektrofahrzeug (20) und einem Energieabgabeanschluss (3) zur Kopplung mit einem Empfänger-Elektrofahrzeug (30), dadurch gekennzeichnet, dass die Energieübertragungsvorrichtung (1) ausgebildet ist, bei einer Kopplung mit einem Spender-Elektrofahrzeug (20) und einem Empfänger-Elektrofahrzeug (30) eine von dem Spender-Elektrofahrzeug (20) bereitgestellte elektrische Energie an das Empfänger-Elektrofahrzeug (30) zu übertragen, wobei der Energieaufnahmeanschluss (2) zur unmittelbaren Kopplung mit einem für eine Kopplung des Spender-Elektrofahrzeugs (20) mit einer Elektrofahrzeug-Ladestation vorgesehenen Ladekabel (6) ausgebildet ist und/oder der Energieabgabeanschluss (3) zur unmittelbaren Kopplung mit einem für eine Kopplung des Empfänger-Elektrofahrzeugs (30) mit einer Elektrofahrzeug-Ladestation vorgesehenen Ladekabel (9) ausgebildet ist. Basierend auf der Energieübertragungsvorrichtung (1) werden zudem ein Energieübertragungssystem, eine Ladestation und ein Verfahren zum Laden eines Elektrofahrzeugs vorgestellt.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Energieübertragungsvorrichtung, ein Energieübertragungssystem, eine Elektrofahrzeug-Ladestation und ein Verfahren zum Laden eines Elektrofahrzeugs.
Stand der Technik
Heutzutage finden Elektrofahrzeuge viel positive Aufmerksamkeit, und eine Erhöhung der Bestandszahlen von Elektrofahrzeugen wird insbesondere aus Umweltgesichtspunkten, wie beispielsweise dem endlichen Vorrat fossiler Brennstoffe, der lokalen Emissionsfreiheit und dem nahezu geräuschfreien Betrieb, allgemein stark befürwortet. Elektrofahrzeuge werden über einen oder mehrere Elektromotoren angetrieben, die durch eine im Elektrofahrzeug verbaute Antriebsbatterie, auch Traktionsbatterie genannt, und/oder einen durch einen Hilfsverbrennungsmotor, auch Range Extender genannt, angetriebenen Generator mit elektrischer Energie versorgt werden. Die größten Probleme der Akzeptanz heutiger Elektrofahrzeugen in der Bevölkerung stellen die durch die geringe Ladekapazität der Antriebsbatterie eingeschränkte Reichweite, die lange Zeitspanne für das stationäre Aufladen der Antriebsbatterie und die geringe Verbreitung von öffentlichen Elektrofahrzeug-Ladestationen dar. Von besonderer Bedeutung für die mangelnde Akzeptanz heutiger Elektrofahrzeuge ist die Sorge bzw. Angst eines potentiellen Fahrers, aufgrund einer zu stark entleerten Antriebsbatterie mit dem Elektrofahrzeug nicht mehr bis zu der nächsten Elektrofahrzeug-Ladestation fahren zu können. Anders als bei konventionellen Kraftfahrzeugen mit einem Verbrennungsmotor ist bei einem Elektrofahrzeug für den Fall eines leeren Energiespeichers ohne eine Elektrofahrzeug-Ladestation in der Nähe keine schnelle Hilfe möglich. Professionelle Pannenhelfer schleppen aufgrund einer leeren Antriebsbatterie liegen gebliebene Elektrofahrzeuge in der Regel zu der nächsten verfügbaren, in der Regel öffentlichen Elektrofahrzeug-Ladestation. Einige Elektrofahrzeug-Hersteller unterhalten einen Fuhrpark von Unterstützungsfahrzeugen, die ein liegen gebliebenes Elektrofahrzeug vor Ort mit elektrischer Energie aus einer in dem Unterstützungsfahrzeug mitgeführten Hilfsbatterie oder aus einem Generator aufladen können. Weder die Abschlepplösung noch die Hilfe durch ein Unterstützungsfahrzeug können die Angst vor einem Liegenbleiben mit dem Elektrofahrzeug und insbesondere vor den daraus resultierenden Unannehmlichkeiten zufrieden stellend beseitigen.
Offenbarung der Erfindung
Die Aufgabe der Erfindung besteht daher darin, eine gegenüber dem Stand der Technik flexiblere und einfachere technische Lösung zum Aufladen eines Elektrofahrzeugs bereitzustellen.
Die Aufgabe der Erfindung wird durch eine Energieübertragungsvorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Die Aufgabe der Erfindung wird zudem durch ein Energieübertragungssystem gemäß Patentanspruch 14 gelöst. Außerdem wird die Aufgabe der Erfindung durch eine Ladestation mit den Merkmalen des Patentanspruchs 15 gelöst. Ferner wird die Aufgabe der Erfindung durch ein Ladeverfahren gemäß Patentanspruch 16 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den zusätzlichen Merkmalen der abhängigen Patentansprüche. Die Erfindung umfasst alle möglichen Kombinationen der aufgeführten Merkmale.
Ausgangspunkt für die Erfindung ist eine Betrachtung eines heutzutage üblichen Ladevorgangs eines Elektrofahrzeugs an einer im öffentlichen Infrastrukturraum aufgestellten Elektrofahrzeug-Ladestation. Eine derartige Elektrofahrzeug-Ladestation verfügt über eine standardisierte Ladebuchse, auch infrastrukturseitige Ladebuchse genannt, die zum Einstecken bzw. Koppeln eines Ladekabels, genauer genommen dessen infrastrukturseitigen Endes, ausgebildet ist. Das andere Ende des Ladekabels, auch fahrzeugseitiges Ende genannt, wird mit einer am Elektrofahrzeug verbauten, fahrzeugseitigen Ladebuchse gekoppelt bzw. eingesteckt. Das Ladekabel für die im öffentlichen Infrastrukturraum aufgestellten Elektrofahrzeug-Ladestationen wird im jeweiligen Elektrofahrzeug mitgeführt. Zum Aufladen der Antriebsbatterie wird das Ladekabel aus dem Elektrofahrzeug heraus genommen und mit der fahrzeugseitigen Ladebuchse des Elektrofahrzeugs und der infrastrukturseitigen Ladebuchse der Elektrofahrzeug-Ladestation gekoppelt, um eine Energieübertragung von der Elektrofahrzeug-Ladestation an die Antriebsbatterie des Elektrofahrzeugs zu ermöglichen.
Ein weiterer Ausgangspunkt für die Erfindung ist der Trend zur dezentralen Speicherung bzw. Pufferung regenerativ erzeugter elektrischer Energie. Die Antriebsbatterien von geparkten und mit dem Stromnetz gekoppelten Elektrofahrzeugen können bei einem Überhang regenerativ erzeugter elektrischer Energie mit dieser Energie geladen werden und können bei einem Mangel an regenerativ erzeugter elektrischer Energie bzw. bei einer Spitzenlast im Stromnetz elektrische Energie an das Stromnetz abgeben. Um dieses Nutzungsszenario umzusetzen, müssen derartige Elektrofahrzeuge für eine bidirektionale Energieübertragung konfiguriert sein: Die elektrische Energie muss wie beim gewöhnlichen Laden eines Elektrofahrzeugs in einem ersten Betriebsmodus an die Antriebsbatterie des Elektrofahrzeugs übertragen werden können und muss in einem anderen zweiten Betriebsmodus von der Antriebsbatterie an das Stromnetz abgegeben werden können. Der jeweilige Betriebsmodus kann mittels einer einem vorgegebenen Protokoll entsprechenden Datenkommunikation, beispielsweise über eine PLC-(PowerLine Communication) Technologie über die elektrische Verbindung zwischen dem Stromnetz und dem Elektrofahrzeug, von einer stromnetzseitigen Steuereinheit an eine Lade-/Entladesteuergerät des Elektrofahrzeugs konfiguriert werden.
Der Erfindung stellt nun eine Vorrichtung und ein Verfahren vor, die auf dem technischen Lösungsansatz basieren, in einem zur bidirektionalen Energieübertragung fähigen Elektrofahrzeug, als Spender-Elektrofahrzeug, gespeicherte oder erzeugte Energie mittels einer neuen und hier vorgestellten Energieübertragungsvorrichtung an ein aufzuladendes Elektrofahrzeug, als Empfänger-Elektrofahrzeug, zu übertragen.
Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird eine Energieübertragungsvorrichtung mit einem Energieaufnahmeanschluss zur Kopplung mit einem Spender-Elektrofahrzeug und einem Energieabgabeanschluss zur Kopplung mit einem Empfänger-Elektrofahrzeug vorgestellt. Die Energieübertragungsvorrichtung ist ausgebildet, bei einer Kopplung mit einem Spender-Elektrofahrzeug und einem Empfänger-Elektrofahrzeug eine von dem Spender-Elektrofahrzeug bereitgestellte elektrische Energie an das Empfänger-Elektrofahrzeug zu übertragen, wobei der Energieaufnahmeanschluss zur unmittelbaren Kopplung mit einem für eine Kopplung des Spender-Elektrofahrzeugs mit einer Elektrofahrzeug-Ladestation vorgesehenen Ladekabel ausgebildet ist und/oder der Energieabgabeanschluss zur unmittelbaren Kopplung mit einem für eine Kopplung des Empfänger-Elektrofahrzeugs mit einer Elektrofahrzeug-Ladestation vorgesehenen Ladekabel ausgebildet ist.
Dem Energieaufnahmeanschluss kann die elektrische Energie beispielweise von der Antriebsbatterie des Spender-Elektrofahrzeugs und zusätzlich oder alternativ von einem Energieerzeugungsaggregat des Spender-Elektrofahrzeugs bereitgestellt werden. Das Energieerzeugungsaggregat kann beispielsweise einen Generator umfassen, welcher mechanische Energie in elektrische Energie umwandelt. Der Generator kann beispielsweise dazu ausgebildet sein, durch einen im Elektrofahrzeug zur Reichweitensteigerung vorgesehenen Verbrennungsmotor angetrieben zu werden oder durch die Primärmaschine eines Hybrid-Spender-Elektrofahrzeugs angetriebenen zu werden. Ferner kann das Energieerzeugungsaggregat beispielsweise eine galvanische Zelle darstellen, die beispielsweise chemische Reaktionsenergie eines kontinuierlich zugeführten Brennstoffs und eines Oxidationsmittels in elektrische Energie umwandelt. Das Energieerzeugungsaggregat umfasst vorzugsweise keine Batterie. Die galvanische Zelle kann beispielsweise eine Brennstoffzelle darstellen, welche dazu eingerichtet ist, mit Wasserstoff gespeist zu werden.
Die vorgestellte Energieübertragungsvorrichtung ermöglicht eine flexible und einfache Aufladung eines Elektrofahrzeugs mit elektrischer Energie. Zudem ermöglicht die vorgestellte Energieübertragungsvorrichtung einen Verzicht auf das Abschleppen eines Elektrofahrzeugs mit zu geringem Ladezustand der Antriebsbatterie zur nächsten Elektrofahrzeug-Ladestation und auf die Inanspruchnahme von durch Elektrofahrzeug-Herstellern bereitgestellten Unterstützungsfahrzeugen. Diese technische Lösung kann somit dem Elektrofahrzeugfahrer des Empfänger-Elektrofahrzeugs als Hilfestellung zur Selbsthilfe dienen; er fühlt sich weniger abhängig bzw. ausgeliefert, so dass die Akzeptanz von Elektrofahrzeugen gesteigert werden kann. Da die elektrische Energie zum Aufladen des Elektrofahrzeugs von der vorgestellten Energieübertragungsvorrichtung beispielsweise nur übertragen aber nicht gespeichert wird, kann die Energieübertragungsvorrichtung mit geringen Außenabmessungen und insbesondere geringem Gewicht hergestellt werden, und ist keinen Alterungserscheinungen einer batteriebasierten Ladehilfe unterworfen. Schließlich kann mit Hilfe des vorgestellten Gerätes ein flexibler Transport und Austausch von Energie mittels des Elektrofahrzeuges ermöglicht werden. Energie wird zur transportierbaren „Commodity”.
Weil zumindest der Energieaufnahmeanschluss zur unmittelbaren Kopplung mit einem für eine Kopplung des Spender-Elektrofahrzeugs mit einer Elektrofahrzeug-Ladestation vorgesehenen Ladekabel ausgebildet ist und/oder zumindest der Energieabgabeanschluss zur unmittelbaren Kopplung mit einem für eine Kopplung des Empfänger-Elektrofahrzeugs mit einer Elektrofahrzeug-Ladestation vorgesehenen Ladekabel ausgebildet ist, kann beispielsweise ein Ladekabel, welches bei einem Elektrofahrzeug üblicherweise mitgeführt wird, an einem Ende unmittelbar in den Energieaufnahmeanschluss der Energieübertragungsvorrichtung gesteckt werden und beispielsweise am anderen Ende in eine Entladebuchse, wie beispielsweise eine Entlade-/Ladebuchse, des Spender-Elektrofahrzeugs gesteckt werden, und/oder es kann ein solches Ladekabel unmittelbar in den Energieaufnahmeanschluss der Energieübertragungsvorrichtung gesteckt werden und beispielsweise am anderen Ende in eine Ladebuchse, wie beispielsweise eine Entlade-/Ladebuchse, des Spender-Elektrofahrzeugs gesteckt werden. Somit kann die Energieübertragungsvorrichtung kompakt ausgeführt werden, weil zumindest für eine Kopplung zwischen Energieübertragungsvorrichtung und Spender-Elektrofahrzeugs bzw. Empfänger-Elektrofahrzeug kein gesondertes Kabel an der Energieübertragungsvorrichtung vorgesehen sein muss, sondern ein Ladekabel hierfür verwendet werden kann.
Beispielsweise kann der Energieaufnahmeanschluss derart zur unmittelbaren Kopplung mit einem für eine Kopplung des Spender-Elektrofahrzeugs mit einer Elektrofahrzeug-Ladestation vorgesehenen Ladekabel ausgebildet sein, dass dasjenige Ende des Ladekabels unmittelbar an den Energieaufnahmeanschluss gekoppelt werden kann, welches zur unmittelbaren Kopplung in eine Buchse der Elektrofahrzeug-Ladestation eingerichtet ist. Zusätzlich oder alternativ kann der Energieabgabeanschluss derart zur unmittelbaren Kopplung mit einem für eine Kopplung des Empfänger-Elektrofahrzeugs mit einer Elektrofahrzeug-Ladestation vorgesehenen Ladekabel ausgebildet sein, dass dasjenige Ende des Ladekabels unmittelbar an den Energieabgabeanschluss gekoppelt werden kann, welches zur unmittelbaren Kopplung in eine Buchse der Elektrofahrzeug-Ladestation eingerichtet ist.
Während eines der Hauptprobleme von vielen Elektrofahrzeugen im Jahr 2016 noch eine unzureichende Batteriekapazität und entsprechend, Reichweite der Fahrzeuge ist, ist beispielsweise davon auszugehen, dass aufgrund sinkender Batteriekosten sowie zunehmender Verbreitung von Elektrofahrzeugen die durchschnittliche Reichweite (= Energieinhalt der Batterien) steigen wird. In Zukunft kann es also besonders oft vorkommen, dass Fahrzeuge, die im Eigenheim vollständig aufgeladen losfahren und nur kurze Strecken bewältigen müssen, eine große Menge „überflüssiger” Energie mit sich führen. Wenn die mitgeführte Energie regenerativ erzeugt wurde, beispielsweise mit Hilfe von Solarzellen auf dem Dach des Eigenheims, so würde eine Weitergabe dieser Energie an andere Fahrzeuge, beispielsweise während des Parkvorgangs, beispielsweise beim Einkaufen oder bei der Arbeit, das Fahrverhalten des Besitzers des Spenderfahrzeuges nicht einschränken, würde aber einem Empfänger-Fahrzeug als Ladestation dienen, dabei nicht das öffentliche Stromnetz belasten und keine aufwändige Infrastrukturinstallation an der entsprechenden Parkfläche voraussetzen. Beispielsweise verbunden mit einem Incentivierungsprogramm, um es für die möglichen Spenderfahrzeuge attraktiv zu gestalten, kann die Energieübertragungsvorrichtung mit überschaubarem Aufwand helfen, das Angebot an Elektrofahrzeug-Lademöglichkeiten zu erweitern.
Damit die vorgestellte Energieübertragungsvorrichtung ohne Einschränkungen im Alltag in jedem Elektrofahrzeug, insbesondere einem potentiellen Spender-Elektrofahrzeug, das zur Abgabe elektrischer Energie an die Energieübertragungsvorrichtung fähig ist, mitgeführt werden kann, ist die Energieübertragungsvorrichtung bevorzugt mit kompakten Außenabmessungen ausgebildet und kann in ein quaderförmiges Volumen mit jeweiligen Kantenlängen von weniger als 30 cm, bevorzugt 25 cm und besonders bevorzugt 20 cm, eingebracht werden.
In einer Weiterbildung der vorgestellten Energieübertragungsvorrichtung ist vorgesehen, dass die Energieübertragungsvorrichtung dazu ausgebildet ist, bei einer Kopplung der Energieübertragungsvorrichtung mit einem Spender-Elektrofahrzeug und einem Empfänger-Elektrofahrzeug die Bereitstellung elektrischer Energie, insbesondere durch eine Antriebsbatterie und/oder ein Energieerzeugungsaggregat des Spender-Elektrofahrzeugs, für den Energieaufnahmeanschluss mittels eines Datenaustausch mit dem Spender-Elektrofahrzeug zu aktivieren und/oder zu steuern.
Dieser Datenaustausch kann beispielsweise ein Datenaustausch zwischen dem Spender-Elektrofahrzeug und einem Empfänger-Elektrofahrzeug darstellen, welcher über die Energieübertragungsvorrichtung verläuft. Als eine beispielhafte Ausgestaltung kann dieses Datenaustauch durch ein einfaches Weiterleiten von Daten mittels der Energieübertragungsvorrichtung, wobei die Energieübertragungsvorrichtung beispielsweise Daten vom Empfänger-Elektrofahrzeug empfängt und diese Daten an das Spender-Elektrofahrzeug weiterleitet, und/oder wobei die Energieübertragungsvorrichtung beispielsweise Daten vom Spender-Elektrofahrzeug empfängt und diese Daten an das Empfänger-Elektrofahrzeug weiterleitet, wobei dieses Weiterleiten beispielsweise ohne Änderung eines Übertragungsprotokolls durch Energieübertragungsvorrichtung die erfolgen kann. Eine weitere beispielhafte Ausgestaltung kann vorsehen, dass diese Weiterleitung von Daten mittels einer Protokollumsetzung in der Energieübertragungsvorrichtung vorgenommen wird.
So kann beispielsweise das Empfänger-Elektrofahrzeug mittels eines ersten Protokolls kommunizieren und das Spender-Elektrofahrzeug mittels eines zweiten Protokolls kommunizieren, welches vom ersten Protokoll unterschiedlich ist, wobei die Energieübertragungsvorrichtung zur Ermöglichung des Datenaustausch zwischen dem Empfänger-Elektrofahrzeug und dem Spender-Elektrofahrzeug einen Protokollumsetzer zum Empfangen von Daten gemäß dem ersten Protokoll vom Empfänger-Elektrofahrzeug und Senden dieser Daten gemäß dem zweiten Protokoll an das Spender-Elektrofahrzeug und/oder zum Empfangen von Daten gemäß dem zweiten Protokoll vom Spender-Elektrofahrzeug und Senden dieser Daten gemäß dem ersten Protokoll an das Empfänger-Elektrofahrzeug.
Die Energieübertragungsvorrichtung kann beispielsweise dazu eingerichtet sein, über verschiedene Protokolle zu kommunizieren, wie beispielsweise Protokolle, welche bei der Verwendung eines Stecker bzw. einer Buchse gemäß Typ 1 SAE J1772-2009 (Asien/Amerika), oder Typ 2 Mennekes-Stecker IEC 62196-2 (Europa), oder Combined Charging System (CCS) Combo Typ 1(US) oder Typ 2 (EU) oder CHAdeMO (Japan) oder GB/T (China) oder einer anderen Norm, insbesondere zukünftigen Normen, verwendet wird.
Beispielsweise kann der Datenaustausch auch zwischen der Energieübertragungsvorrichtung und dem Spender-Elektrofahrzeug erfolgen, wobei die Energieübertragungsvorrichtung beispielsweise dazu eingerichtet sein kann, ein Protokoll zu emulieren, welches vom Spender-Elektrofahrzeug beispielsweise zur Kommunikation mit Ladesäulen verwendet wird, wie beispielsweise Ladesäulen eines öffentlichen Energieversorgers. Die Emulation kann insbesondere dazu dienen, dass die Energieübertragungsvorrichtung von einem mit dem Energieaufnahmeanschluss gekoppelten Spender-Elektrofahrzeug als ein Energieempfänger akzeptiert wird.
Ferner kann die Energieübertragungsvorrichtung auch dazu eingerichtet sein, einen Datenaustausch zwischen der Energieübertragungsvorrichtung und dem Empfänger-Elektrofahrzeug durchzuführen, wobei die Energieübertragungsvorrichtung beispielsweise dazu eingerichtet sein kann, ein Protokoll zu emulieren, welches vom Spender-Elektrofahrzeug beispielsweise zur Kommunikation mit Ladesäulen verwendet wird, wie beispielsweise Ladesäulen eines öffentlichen Energieversorgers.
Beispielsweise kann die Energieübertragungsvorrichtung einen Prozessor aufweisen, welcher dazu eingerichtet ist, eine Software-Anwendung durchzuführen, welche den Datenaustausch mit dem Spender-Elektrofahrzeug ausführt und/oder den Datenaustausch zwischen dem Spender-Elektrofahrzeug und dem Sender-Elektrofahrzeug ausführt bzw. ermöglicht. Diese Software-Anwendung kann beispielsweise ein vom Prozessor ausführbares Computerprogramm darstellen, welches beispielsweise in einem Speicher der Energieübertragungsvorrichtung gespeichert ist. Ferner kann die Energieübertragungsvorrichtung eine Datenübertragungs-Schnittstelle aufweisen, welche dazu eingerichtet ist, Daten in den Speicher hineinzuschreiben. Somit kann beispielsweise über diese Datenübertragungs-Schnittstelle ein Update der Software-Anwendung in den Speicher geschrieben werden, so dass der von der Energieübertragungsvorrichtung vorgenommene Datenaustausch auch geänderten Standards bzw. Protokollen angepasst werden kann. Dieser Prozessor und dieser Speicher kann beispielsweise der Prozessor und Speicher sein, welcher zuvor in Bezug auf den Datenaustausch beschrieben worden ist.
Alternativ kann die Energieübertragungsvorrichtung auch eine Hardwareschaltung aufweisen, wie beispielsweise einen FPGA oder einen DSP oder einen IC (integrierte Schaltung), welche beispielsweise hartverdrahtet ist, und welche dazu eingerichtet ist, den Datenaustausch durchzuführen.
In einer Weiterbildung der vorgestellten Energieübertragungsvorrichtung ist vorgesehen, dass die Energieübertragungsvorrichtung dazu eingerichtet ist, eine Gleichstromübertragung zwischen dem Spender-Elektrofahrzeug und dem Empfänger-Elektrofahrzeug zur Übertragung der vom Spender-Elektrofahrzeug bereitgestellten Energie an das Empfänger-Elektrofahrzeug durchzuführen. Somit kann das Spender-Elektrofahrzeug die Energie über Gleichstrom zur Verfügung stellen, und das Empfänger-Elektrofahrzeug kann diese über Gleichstrom zur Verfügung gestellte Energie empfangen.
In einer Weiterbildung der vorgestellten Energieübertragungsvorrichtung ist vorgesehen, dass die Energieübertragungsvorrichtung dazu eingerichtet ist, eine Wechselstromübertragung zwischen dem Spender-Elektrofahrzeug und dem Empfänger-Elektrofahrzeug zur Übertragung der vom Spender-Elektrofahrzeug bereitgestellten Energie an das Empfänger-Elektrofahrzeug durchzuführen. Somit kann das Spender-Elektrofahrzeug die Energie über Wechselstrom zur Verfügung stellen, und das Empfänger-Elektrofahrzeug kann diese über Wechselstrom zur Verfügung gestellte Energie empfangen.
In einer Weiterbildung der vorgestellten Energieübertragungsvorrichtung ist vorgesehen, dass zumindest der Energieaufnahmeanschluss oder der Energieabgabeanschluss zur, insbesondere unmittelbaren, Kopplung mit einem für eine Kopplung eines Elektrofahrzeugs mit einer Elektrofahrzeug-Ladestation vorgesehenen Ladekabel ausgebildet ist.
Der Begriff der unmittelbaren oder direkten Kopplung einer ersten und einer zweiten Komponente bezeichnet beispielsweise eine Kopplung dieser Komponenten ohne eine zwischen diesen Komponenten eingebrachte andere Komponente. Beispielsweise bedeutet eine unmittelbare Kopplung eines Elektrofahrzeugs mit einem Ladekabel, dass ein fahrzeugseitiges Ende, beispielsweise ein Stecker, des Ladekabels in elektrischen Kontakt mit einer Ladebuchse des Elektrofahrzeugs gebracht wird, beispielsweise durch Einstecken des Steckers des fahrzeugseitigen Endes des Ladekabels in die Ladebuchse des Elektrofahrzeugs.
Unter dem Begriff des Elektrofahrzeugs werden alle Fahrzeugtypen verstanden mit mindestens einem Elektromotor als Antriebsmotor und mit mindestens einem Energiespeicher zum mittelbaren oder unmittelbaren Speichern elektrischer Energie zur Versorgung des mindestens einen Elektromotors. Der Begriff des Elektrofahrzeugs umfasst auch Plug-in-Hybrid-Elektrofahrzeuge, die zusätzlich zu dem Elektromotor auch einen Verbrennungsmotor aufweisen, und auch Brennstoffzellenfahrzeuge, die mittels einer galvanischen Zelle angetrieben werden, die beispielsweise chemische Reaktionsenergie eines kontinuierlich zugeführten Brennstoffs und eines Oxidationsmittels in elektrisch Energie umwandelt.
Grundsätzlich ist die vorgestellte Energieübertragungsvorrichtung auf das konduktive, also leitungsgebundene Laden eines Elektrofahrzeugs über ein Ladekabel gerichtet. Die Energieübertragungsvorrichtung ist allgemein zur Übertragung elektrischer Energie ausgelegt, also sowohl zur Übertragung einer Wechselstromenergie als auch einer Gleichstromenergie. Bei einer Übertragung einer Wechselstromenergie muss im jeweiligen Elektrofahrzeug ein Stromrichter zur Gleichrichtung des Wechselstroms verbaut sein, da die Antriebsbatterie eines Elektrofahrzeugs nur mit Gleichstrom geladen werden kann. Die Energieübertragungsvorrichtung kann mit einem Stromrichter ausgestattet sein, der zur elektrischen Umwandlung, wie beispielsweise eine Wechselrichtung, Gleichrichtung, Frequenztransformation, Spannungstransformation, der am Energieaufnahmeanschluss empfangenen Energie vor der Bereitstellung am Energieabgabeanschluss vorgesehen ist. Bevorzugt ist die Energieübertragungsvorrichtung dazu ausgebildet, mittels einer Datenkommunikation mit dem Spender-Elektrofahrzeug diesem die Kenngrößen der an den Energieaufnahmeanschluss zu liefernden elektrischen Energie vorzugeben, so dass ein im Spender-Elektrofahrzeug verbautes Lade-/Entladegerät bzw. ein Stromrichter die von dem Spender-Elektrofahrzeug bereitgestellte elektrische Energie wie von der Energieübertragungsvorrichtung vorgegeben transformiert. Die Energieübertragungsvorrichtung kann auch ausgebildet sein, mittels einer Datenkommunikation mit dem Empfänger-Elektrofahrzeug von diesem die Kenngrößen der zum Aufladen der Antriebsbatterie bzw. zum Speisen des Ladegeräts des Empfänger-Elektrofahrzeug benötigten elektrischen Energie abzurufen, um darauf basierend das Spender-Elektrofahrzeug wie oben beschrieben anzuweisen.
In einer Weiterbildung der vorgestellten Energieübertragungsvorrichtung ist vorgesehen, dass die Energieübertragungsvorrichtung beispielsweise Sicherheitsvorrichtungen aufweisen, wie beispielsweise eine Stromabschaltvorrichtung zum Personen- und oder Sachschutz, wobei diese Stromabschaltvorrichtung beispielsweise bei Detektion eines Störfalls, die Energieübertragung zwischen dem Spender-Elektrofahrzeug und dem Empfänger-Elektrofahrzeug abschaltet. Solch ein Störfall könnte beispielsweise durch unsachgemäßes Trennen der Kopplung zwischen der Energieübertragungsvorrichtung und dem Spender-Elektrofahrzeug und/oder zwischen der Energieübertragungsvorrichtung und dem Empfänger-Elektrofahrzeug verursacht werden, es können aber auch ändere Störfälle detektiert werden, die zum Aktivieren der Stromabschaltvorrichtung führen können.
Beispielsweise kann dieser Stromabschaltvorrichtung einen elektromechanischen Schalter umfassen, welcher bei Detektion eines Störfalls von einer ersten mechanischen Stellung, welche eine elektrische Verbindung darstellt, automatisch in eine zweite mechanische Stellung gebracht wird, wobei diese zweite mechanische Stellung die elektrische Verbindung auftrennt. Ferner kann der elektromechanische Schalter dazu eingerichtet sein, durch einen Nutzer von der zweiten mechanischen Stellung in die erste mechanische Stellung gebracht zu werden, so dass die elektrische Verbindung durch manuelles Positionieren des elektromechanischen Schalters von der zweiten in die erste Stellung wieder hergestellt werden kann. Beispielsweise kann der elektromechanischen Schalter eine Feder aufweisen, welche dazu eingerichtet ist, den elektromechanischen Schalter von der ersten Stellung in die zweite Stellung zu überführen, so dass ein Nutzer anschließend beispielsweise durch eine Druckbewegung auf den elektromechanischen Schalter bei der Überführung des elektromechanischen Schalters von der zweiten mechanischen Stellung in die erste mechanische Stellung die Feder vorspannt. Somit kann die Energieübertragungsvorrichtung durch Betätigung des elektromechanischen Schalters von der zweiten in die erste Stellung wieder einfach zurückgesetzt werden und zum weiteren Betrieb eingesetzt werden.
Das leitungsgebundene Laden erfordert allgemein, dass ein aufzuladendes Elektrofahrzeug mit einer Elektrofahrzeug-Ladestation über ein Ladekabel verbunden bzw. gekoppelt ist. Über das Ladekabel wird die für die Antriebsbatterie des Elektrofahrzeugs bestimmte elektrische Energie von der Elektrofahrzeug-Ladestation an das Elektrofahrzeug übertragen. Zudem kann über das Ladekabel eine Datenübertragung zwischen dem Elektrofahrzeug und der Elektrofahrzeug-Ladestation erfolgen, um beispielsweise Daten über die benötigte Energiemenge, die Spannungshöhe und Art sowie die maximal zulässige Stromstärke an die Elektrofahrzeug-Ladestation zu übertragen. Eine derartige Datenkommunikation zwischen dem Elektrofahrzeug und der Elektrofahrzeug-Ladestation kann beispielsweise zum Abgleich des maximal möglichen Ladestroms mittels Pulsweitenmodulation nach IEC 61851 erfolgen, oder kann zum umfassenderen Informationsaustausch beispielsweise gemäß IEC 15118 erfolgen.
Die vorgestellte Energieübertragungsvorrichtung, die für die Kopplung mindestens eines Ladekabels ausgebildet ist, ist auf keinen spezifischen Typ oder eine spezifische Bauart eines Ladekabels und auch auf keinen spezifischen Lademodus beschränkt. Beispielhaft wird auf die in IEC 61851-1 definierten vier Lademodi hingewiesen. Da die Einsetzbarkeit der vorgestellten Energieübertragungsvorrichtung voraussetzt, dass das Spender-Elektrofahrzeug elektrische Energie an seinem Lade-/Entladeanschluss bereitstellen bzw. abgeben kann, werden von den vier Lademodi insbesondere der Mode 3 und der Mode 4 gemäß IEC 61851-1 bevorzugt, da diese für eine Rückspeisung elektrischer Energie ausgebildet sind. Ohne Beschränkung der Erfindung wird für die vorgestellte Energieübertragungsvorrichtung insbesondere der Mode 3 gemäß IEC 61851-1 als Anwendungsbeispiel angeführt, da heutzutage bereits Elektrofahrzeug-Ladestationen im öffentlichen Infrastrukturraum gemäß diesem Mode 3 realisiert sind. Konkret sieht das Wechselstrom-Laden gemäß Mode 3 folgendes vor: Ladegerät im Elektrofahrzeug; bidirektionale Datenkommunikation zwischen Elektrofahrzeug und Ladestation; für beide Enden des Ladekabels standardisierte Ladestecker gemäß IEC 62196; Verriegelung beider Steckerkopplungen des Ladekabels während der Energieübertragung; Möglichkeit zur Rückspeisung elektrischer Energie von dem Elektrofahrzeug an die Ladestation; sowie ein ladestationsseitig bzw. infrastrukturseitig entkoppelbares, also nicht fest mit der Ladestation verbundenes Ladekabel. Üblicherweise wird das Ladekabel im Elektrofahrzeug mitgeführt, und das fahrzeugseitige Ende des Ladekabels ist an die in dem jeweiligen Elektrofahrzeug verbaute Ladebuchse angepasst. Dadurch wird erreicht, dass jedes Elektrofahrzeug an einer öffentlichen Ladestation aufgeladen werden kann, ohne das Erfordernis, dass alle Elektrofahrzeuge mit einer baugleichen Ladebuchse ausgestattet sind.
Die vorgestellte Energieübertragungsvorrichtung nutzt den technischen Vorteil der Rückspeisefähigkeit dieses Lademodus, um elektrische Energie von dem Spender-Elektrofahrzeug an die Energieübertragungsvorrichtung zu übertragen. Ferner kann die Energieübertragungsvorrichtung vorteilhafterweise die Verwendung eines Ladekabels, welches beispielsweise ein fahrzeugspezifisches Ladekabel darstellen kann, zur Kopplung der Energieübertragungsvorrichtung mit dem Spender-Elektrofahrzeug und/oder mit dem Empfänger-Elektrofahrzeug ermöglichen.
Es ist vorgesehen, dass zumindest der Energieaufnahmeanschluss oder der Energieabgabeanschluss zur unmittelbaren Kopplung mit einer Ladebuchse des Spender-Elektrofahrzeugs bzw. des Empfänger-Elektrofahrzeugs ausgebildet ist. Wenn nur einer von dem Energieaufnahmeanschluss und dem Energieabgabeanschluss zur unmittelbaren Kopplung mit einer fahrzeugseitigen Ladebuchse des Spender-Elektrofahrzeugs bzw. des Empfänger-Elektrofahrzeugs ausgebildet ist, kann eine Anschlussseite der Energieübertragungsvorrichtung direkt mit dem Spender-Elektrofahrzeugs bzw. dem Empfänger-Elektrofahrzeugs gekoppelt werden, während die andere Anschlussseite der Energieübertragungsvorrichtung über ein Ladekabel mit dem Empfänger-Elektrofahrzeug bzw. dem Spender-Elektrofahrzeug gekoppelt wird. Dies ermöglicht eine platzsparende Ausgestaltung der Energieübertragungsvorrichtung und zugleich eine einfache Vornahme des Ladevorgangs mit nur einem Ladekabel.
Zudem sieht eine Weiterbildung der vorgestellten Energieübertragungsvorrichtung vor, dass der Energieaufnahmeanschluss zur unmittelbaren Kopplung mit einem für eine Kopplung des Spender-Elektrofahrzeugs mit einer Elektrofahrzeug-Ladestation vorgesehenen Ladekabel ausgebildet ist, und der Energieabgabeanschluss zur unmittelbaren Kopplung mit einem für eine Kopplung des Empfänger-Elektrofahrzeugs mit einer Elektrofahrzeug-Ladestation vorgesehenen Ladekabel ausgebildet ist.
Außerdem sieht eine Weiterbildung der vorgestellten Energieübertragungsvorrichtung vor, dass der Energieaufnahmeanschluss baugleich zu einer infrastrukturseitigen Ladebuchse einer Elektrofahrzeug-Ladestation ausgebildet ist, und/oder dass der Energieabgabeanschluss baugleich zu einer infrastrukturseitigen Ladebuchse einer Elektrofahrzeug-Ladestation ausgebildet ist. Der Energieaufnahmeanschluss und der Energieabgabeanschluss können zudem zueinander baugleich ausgebildet sein, sofern die Energieübertragungsvorrichtung intern zum Zuordnen der Anschlüsse ausgebildet ist.
In einer Weiterbildung der vorgestellten Energieübertragungsvorrichtung ist vorgesehen, dass diese ladekabelfrei ausgebildet ist. Dadurch kann die Energieübertragungsvorrichtung kostengünstig und mit geringeren Sicherheitsanforderungen hergestellt werden. Zudem kann die Energieübertragungsvorrichtung mit besonders kleinen Außenabmessungen hergestellt werden, so dass sie auch in kleinen Elektrofahrzeugen ohne Platzeinbuße mitgeführt werden kann.
Alternativ zu der zuletzt aufgeführten Weiterbildung kann die vorgestellte Energieübertragungsvorrichtung in ein Ladekabel, bevorzugt endseitig, integriert sein.
In einer Weiterbildung der vorgestellten Energieübertragungsvorrichtung ist vorgesehen, dass diese nur zum Übertragen elektrischer Energie von dem Energieaufnahmeanschluss an den Energieabgabeanschluss und nicht zum Speichern einer an dem Energieabgabeanschluss bereitzustellenden elektrischen Energie ausgebildet ist. Diese Energieübertragungsvorrichtung ist also ohne eine Behelfsantriebsbatterie ausgebildet und kann an dem Energieabgabeanschluss nur elektrische Energie bereitstellen, die ihr über ihren Energieaufnahmeanschluss zugeführt wird.
In einer Weiterbildung der vorgestellten Energieübertragungsvorrichtung ist vorgesehen, dass der Energieaufnahmeanschluss und/oder der Energieabgabeanschluss zumindest teilweise in ein äußeres Gehäuse der Energieübertragungsvorrichtung integriert sind. Bevorzugt sind der Energieaufnahmeanschluss und/oder der Energieabgabeanschluss als in das äußere Gehäuse versenkte Ladebuchsen vollständig in das äußere Gehäuse integriert. Dadurch kann die Energieübertragungsvorrichtung mit besonders kompakten Außenabmessungen hergestellt werden und ist zudem widerstandsfähig gegenüber mechanischen Belastungen.
In einer Weiterbildung der vorgestellten Energieübertragungsvorrichtung ist vorgesehen, dass diese ausgebildet ist zum Verriegeln des Energieaufnahmeanschlusses und/oder des Energieabgabeanschlusses, um insbesondere ein mit dem Energieaufnahmeanschluss und/oder dem Energieabgabeanschluss gekoppeltes Ladekabel gegen ein Lösen der Kopplung zu fixieren. Diese Energieübertragungsvorrichtung ist bevorzugt ausgebildet, dass ein Aufheben der Fixierung nur möglich ist, wenn die Energieübertragungsvorrichtung keine elektrische Energie überträgt bzw. empfängt. Dadurch kann ein sicheres Aufladen eines Elektrofahrzeugs auch ohne Verwendung einer Elektrofahrzeug-Ladestation der öffentlichen Infrastruktur gewährleistet werden. Ferner kann in der Energieübertragungsvorrichtung eine Stromabschaltvorrichtung vorgesehen sein, welche beispielsweise bei Überschreiten einer Zugkraft eines in den Energieabgabeanschluss gesteckten Steckers bzw. gesteckte Buchse und/oder bei Überschreiten einer Zugkraft eines in den Energieaufnahmeanschluss gesteckten Steckers bzw. gesteckte Buchse, und/oder bei Detektion eines anderen unerlaubten Betriebszustandes die elektrische Verbindung zwischen dem Spender-Elektrofahrzeug und dem Empfänger-Elektrofahrzeug trennt. Ferner kann die Energieübertragungsvorrichtung dazu eingerichtet sein, nach dem Trennen der elektrischen Verbindung zwischen dem Spender-Elektrofahrzeug und dem Empfänger-Elektrofahrzeug eine Aufhebung der Fixierung vorzunehmen.
Eine Weiterbildung der Energieübertragungsvorrichtung sieht vor, dass diese ausgebildet ist, mittels einer Datenkommunikation gemäß einem vorgegebenen Protokoll Parameter für die Übertragung elektrischer Energie mit dem Spender-Elektrofahrzeug und/oder dem Empfänger-Elektrofahrzeug auszuhandeln und/oder vorzugeben. Diese Parameter umfassen beispielsweise Größen zur Charakterisierung der von dem Spender-Elektrofahrzeug bereitzustellenden bzw. von dem Empfänger-Elektrofahrzeug aufzunehmenden elektrischen Energie, so wie die Stromstärke, Spannung, Ladungsmenge, Frequenz einer Wechselspannung, Festlegung einer Ladung über Wechselspannung oder Gleichspannung, Ziel-Ladezustand des Empfänger-Elektrofahrzeugs, Rest-Ladestatus des Spender-Elektrofahrzeugs. Bevorzugt ist die Energieübertragungsvorrichtung ausgebildet zum Abrufen eines in dem Spender-Elektrofahrzeug gespeicherten, durch einen Nutzer des Spender-Elektrofahrzeug festlegbaren Rest-Ladezustand des Spender-Elektrofahrzeugs, der nach Bereitstellung der elektrischen Ladung für die Energieübertragungsvorrichtung bzw. das Empfänger-Elektrofahrzeug nicht unterschritten werden darf. Die Energieübertragungsvorrichtung kann auch zum Überwachen des aktuellen Ladezustands des Spender-Elektrofahrzeugs und zum Deaktivieren der Energieübertragung beim Unterschreiten des vorgegebenen Rest-Ladezustands ausgebildet sein.
In einer Weiterbildung der vorgestellten Energieübertragungsvorrichtung ist vorgesehen, dass diese einen Energieabgabeanschluss aufweist, der als Steckdose zur Bereitstellung von dem Spender-Elektrofahrzeug bereitgestellter elektrischer Energie als eine einphasige Wechselspannung, insbesondere eine 230-Volt-Wechselspannung (zur Bereitstellung eines Haushaltstroms), oder eine mehrphasige Wechselspannung, insbesondere eine 400-Volt-Dreiphasenspannung (zur Bereitstellung eines Drehstroms), ausgebildet ist. Die Energieübertragungsvorrichtung kann ausgebildet sein zum Umwandeln der von dem Spender-Elektrofahrzeug bereitgestellten elektrischen Energie in die einphasige oder mehrphasige Wechselspannung oder zum Anweisen des mit einem internen Stromrichter ausgestatteten Spender-Elektrofahrzeugs, die elektrische Energie als Wechselspannung mit einer vorgegebenen Phasenanzahl und vorgegebenen Amplitude am Energieaufnahmeanschluss bereitzustellen. Der als stromnetzkonforme Steckdose ausgebildete Energieabgabeanschluss ist bevorzugt als ein zusätzlicher Energieabgabeanschluss der Energieübertragungsvorrichtung ausgebildet, der von dem Energieabgabeanschluss zur Kopplung des Empfänger-Elektrofahrzeugs unterschiedlich ist. Alternativ kann die Energieübertragungsvorrichtung einen kombinierten Energieabgabeanschluss umfassen, dessen Funktionalität zwischen einem Energieabgabeanschluss zur Kopplung des Empfänger-Elektrofahrzeugs und zur Bereitstellung einer stromnetzkonformen Steckdose umschaltbar ist. Die Energieübertragungsvorrichtung kann auch eine Mehrzahl von Energieabgabeanschlüssen umfassen, einschließlich einer Mehrzahl derartiger stromnetzkonformer Steckdosen. Zusätzlich zu der Ladefunktion eines Empfänger-Elektrofahrzeugs verfügt die Energieübertragungsvorrichtung dadurch über die Fähigkeit, in Szenarien ohne Netzstromversorgung, wie beispielsweise in einem abgelegenen Ferienhaus, an einem Bootssteg oder an einer Baustelle, eine Netzstromversorgung durch das Spender-Elektrofahrzeug bereitzustellen.
Eine Weiterbildung der Energieübertragungsvorrichtung sieht vor, dass diese zur Emulation eines öffentlichen Netzanschlusses an dem Energieaufnahmeanschluss und/oder dem Energieabgabeanschluss ausgebildet ist. Die Emulation dient insbesondere dazu, dass die Energieübertragungsvorrichtung von einem mit dem Energieaufnahmeanschluss gekoppelten Spender-Elektrofahrzeug als ein Energieempfänger akzeptiert wird.
Beispielsweise kann diese Emulation eine Authentifizierung umfassen, wobei diese Authentifzierung beispielsweise die Authentifizierung des Spender-Elektrofahrzeug an einer zentralen Verrechnungsstelle emuliert, und/oder diese Authentifizierung kann beispielsweise die Authentifizierung des Empfänger-Elektrofahrzeugs an einer zentralen Verrechnungsstelle emulieren. Beispielsweise kann die Authentifizierung basierend auf oder gemäß dem Open Charge Point Protocol (OCPP) erfolgen, es können jedoch auch andere, insbesondere zukünftige Prokolle verwendet werden. Derzeit übernimmt beispielsweise eine Ladesäule diese Aufgabe der Authentifizierung. Diese Authentifizierung kann erfindungsgemäß durch die von der Energieübertragungsvorrichtung durchgeführten Emulation vorgenommen werden.
Beispielsweise kann die Energieübertragungsvorrichtung einen Prozessor aufweisen, welcher dazu eingerichtet ist, eine Software-Anwendung durchzuführen, welche die Emulation ausführt. Diese Software-Anwendung kann beispielsweise ein vom Prozessor ausführbares Computerprogramm darstellen, welches beispielsweise in einem Speicher der Energieübertragungsvorrichtung gespeichert ist. Ferner kann die Energieübertragungsvorrichtung eine Datenübertragungs-Schnittstelle aufweisen, welche dazu eingerichtet ist, Daten in den Speicher hineinzuschreiben. Somit kann beispielsweise über diese Datenübertragungs-Schnittstelle ein Update der Software-Anwendung in den Speicher geschrieben werden, so dass die von der Energieübertragungsvorrichtung vorgenommene Emulation auch geänderten Standards bzw. Protokollen angepasst werden kann. Dieser Prozessor und dieser Speicher kann beispielsweise der Prozessor und Speicher sein, welcher zuvor in Bezug auf den Datenaustausch beschrieben worden ist.
Beispielsweise kann die Energieübertragungsvorrichtung auch eine Hardwareschaltung, wie beispielsweise einen FPGA oder einen DSP oder einen IC (integrierte Schaltung) aufweisen, welche beispielsweise hartverdrahtet ist, welche dazu eingerichtet ist, die Emulation durchzuführen.
Eine Weiterbildung der Energieübertragungsvorrichtung sieht vor, dass diese ausgebildet ist zum Erfassen ihres aktuellen Standortes, beispielsweise mit einem in der Energieübertragungsvorrichtung integrierten GPS-Sensors oder mittels einer Datenkommunikation mit einem Smartphone oder einem Navigationssystem eines Elektrofahrzeugs, und zum Melden des erfassten Standortes an eine Server-Vorrichtung. Die Server-Vorrichtung verwaltet in einer Datenbank die aktuellen Standorte einer großen Anzahl der hier vorgestellten Energieübertragungsvorrichtungen. Wenn ein Fahrer eines Elektrofahrzeugs mit erschöpfter Antriebsbatterie eine Aufladehilfe durch ein Spender-Elektrofahrzeug benötigt, kann er beispielsweise über eine App auf seinem Smartphone den Standort des nächstliegenden potentiellen Spender-Elektrofahrzeugs mit mitgeführter erfindungsgemäßer Energieübertragungsvorrichtung ermitteln und den Nutzer dieses potentiellen Spender-Elektrofahrzeugs um eine Aufladehilfe bitten.
Eine Weiterbildung der Energieübertragungsvorrichtung sieht vor, dass der Energieaufnahmeanschluss kompatibel ausgebildet ist zu einem Stecker bzw. einer Buchse gemäß Typ 1 SAE J1772-2009 (Asien/Amerika), oder Typ 2 Mennekes-Stecker IEC 62196-2 (Europa), oder Combined Charging System (CCS) Combo Typ 1 (US) oder Typ 2 (EU) oder CHAdeMO (Japan) oder GB/T (China). Es versteht sich, dass der Energieaufnahmeanschluss auch kompatibel zu anderen Normen, insbesondere zukünftigen Normen, ausgebildet sein kann.
Eine Weiterbildung der Energieübertragungsvorrichtung sieht vor, dass der Energieabgabeanschluss kompatibel ausgebildet ist zu einem Stecker bzw. einer Buchse gemäß Typ 1 SAE J1772-2009 (Asien/Amerika), oder Typ 2 Mennekes-Stecker IEC 62196-2 (Europa), oder Combined Charging System (CCS) Combo Typ 1 (US) oder Typ 2 (EU) oder CHAdeMO (Japan) oder GB/T (China). Es versteht sich, dass der Energieaufnahmeanschluss auch kompatibel zu anderen Normen, insbesondere zukünftigen Normen, ausgebildet sein kann.
Beispielsweise kann das erste Ladekabel auf der einen Seite eine Buchse bzw. Stecker kompatibel zu Typ 1 SAE J1772-2009 (Asien/Amerika) oder Typ 2 Mennekes-Stecker IEC 62196-2 (Europa) aufweisen, und auf der anderen Seite eine Buchse bzw. Stecker kompatibel zu Typ 1 SAE J1772-2009 (Asien/Amerika) oder Typ 2 Mennekes-Stecker IEC 62196-2 (Europa) aufweisen, wobei die beiden endseitigen Buchsen bzw. Stecker vom gleichen Typ sein können bzw. unterschiedlichen Typs sein können. Es versteht sich, dass die beiden endseitigen Buchsen bzw. Stecker auch anderen Normen, insbesondere zukünftigen Normen entsprechen können.
Beispielsweise kann das erste Ladekabel auf der einen Seite eine Buchse bzw. Stecker kompatibel zum Combined Charging System (CCS) Combo Typ 1 (US) oder Typ 2 (EU) oder CHAdeMO (Japan) oder GB/T (China) aufweisen, und auf der anderen Seite eine Buchse bzw., Stecker kompatibel zu Combined Charging System (CCS) Combo Typ 1 (US) oder Typ 2 (EU) oder CHAdeMO (Japan) oder GB/T (China) aufweisen, wobei die beiden endseitigen Buchsen bzw. Stecker vom gleichen Typ sein können bzw. unterschiedlichen Typs sein können.
Eine Weiterbildung der Energieübertragungsvorrichtung sieht vor, dass die Energieübertragungsvorrichtung mindestens eine Anzeige vorsieht, wie beispielsweise eine visuelle Anzeige, welche dazu eingerichtet ist, einen Status der Energieübertragungsvorrichtung anzuzeigen. Beispielsweise kann die mindestens eine Anzeige dazu eingerichtet sein, eine elektrische Kopplung der Energieübertragungsvorrichtung mit einem Spender-Elektrofahrzeug anzuzeigen, und/oder eine elektrische Kopplung der Energieübertragungsvorrichtung mit einem Empfänger-Elektrofahrzeug anzuzeigen, und/oder eine Energieübertragung vom Spender-Elektrofahrzeug über die Energieübertragungsvorrichtung zum Empfänger-Elektrofahrzeug anzuzeigen. Alternativ oder zusätzlich kann die Anzeige dazu eingerichtet sein, eine Kommunikation zwischen der Energieübertragungsvorrichtung und dem Spender-Elektrofahrzeug und/oder eine Kommunikation zwischen der Energieübertragungsvorrichtung und dem Empfänger-Elektrofahrzeug und/oder eine Kommunikation zwischen dem Spender-Elektrofahrzeug und dem Empfänger-Elektrofahrzeug über die Energieübertragungsvorrichtung anzuzeigen. Alternativ oder zusätzlich kann die Anzeige dazu eingerichtet sein, eine Energieübertragung vom Spender-Elektrofahrzeug an die Energieübertragungsvorrichtung und/oder eine Energieübertragung vom Spender-Elektrofahrzeug an das Empfänger-Elektrofahrzeug über die Energieübertragungsvorrichtung anzuzeigen.
Ferner kann die Anzeige beispielsweise dazu eingerichtet sein, einen abnormalen Betriebszustand und/oder einen Fehler anzuzeigen, wie beispielsweise wenn ein Strom, welcher vom Spender-Elektrofahrzeug über die Energieübertragungsvorrichtung zum Empfänger-Elektrofahrzeug übertragen wird, einen vordefinierten Schwellwert überschreitet, oder wenn die Spannung, welche zur Übertragung von Energie vom Spender-Elektrofahrzeug über die Energieübertragungsvorrichtung zum Empfänger-Elektrofahrzeug anliegt, einen vordefinierten Schwellwert überschreitet und/oder einen vordefinierten anderen Schwellwert unterschreitet. Zusätzlich oder alternativ könnte beispielsweise ein abnormaler Betriebszustand und/oder ein Fehler durch die visuelle Anzeige angezeigt werden, wenn eine Temperatur an oder in der Energieübertragungsvorrichtung einen vordefinierten Schwellwert überschreitet, und/oder wenn ein Isolationsfehler an der Energieübertragungsvorrichtung detektiert wird, und/oder wenn ein anderer sicherheitsrelevanter Fehler detektiert wird.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Energieübertragungssystem vorgestellt, das eine der zuvor vorgestellten Energieübertragungsvorrichtungen und ein mit dem Energieaufnahmeanschluss der Energieübertragungsvorrichtung unmittelbar koppelbares oder gekoppeltes Ladekabel und/oder ein mit dem Energieabgabeanschluss unmittelbar koppelbares oder gekoppeltes Ladekabel umfasst. Das dem Energieabgabeanschluss zugeordnete Ladekabel ist unmittelbar mit einer Ladebuchse eines Empfänger-Elektrofahrzeugs koppelbar oder gekoppelt. Das dem Energieaufnahmeanschluss zugeordnete Ladekabel ist unmittelbar mit einer Lade-/Entladebuchse eines Spender-Elektrofahrzeugs koppelbar oder gekoppelt. Das vorgestellte Energieübertragungssystem erlaubt ein einfaches Aufladen eines Empfänger-Elektrofahrzeugs mit von einem Spender-Elektrofahrzeug bereitgestellter elektrischer Energie.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird eine Elektrofahrzeug-Ladestation, welche bevorzugt stationär ausgeführt ist, für mindestens ein Empfänger-Elektrofahrzeug vorgestellt. Diese Elektrofahrzeug-Ladestation umfasst mindestens eine der zuvor vorgestellten Energieübertragungsvorrichtungen, die stationär an einem Aufstellungsort, beispielsweise einem Parkplatz oder einer Tankstelle, montiert ist. Außerdem umfasst die Elektrofahrzeug-Ladestation mindestens einen Entladeanschluss zum Koppeln mit einem jeweiligen Spender-Elektrofahrzeug und mindestens einen Ladeanschluss zum Koppeln mit einem jeweiligen Empfänger-Elektrofahrzeug, wobei der Energieaufnahmeanschluss der Energieübertragungsvorrichtung einen Entladeanschluss des mindestens einen Entladeanschlusses darstellt und wobei der Energieabgabeanschluss der Energieübertragungsvorrichtung einen Ladeanschluss des mindestens einen Ladeanschlusses darstellt. Für die beispielhafte Ausgestaltung der Elektrofahrzeug-Ladestation mit mehreren Entladeanschlüssen ist der mindestens eine weitere Entladeanschluss, welche(r) nicht dem Energieaufnahmeanschluss der Energieübertragungsvorrichtung entsprechen/entspricht, beispielsweise elektrisch mit dem Energieaufnahmeanschluss der Energieübertragungsvorrichtung verbunden. Für die beispielhafte Ausgestaltung der Elektrofahrzeug-Ladestation mit mehreren Ladeanschlüssen ist der mindestens eine weitere Ladeanschluss, welche(r) nicht dem Energieabgabenschluss der Energieübertragungsvorrichtung entsprechen/entspricht, beispielsweise elektrisch mit dem Energieabgabenschluss der Energieübertragungsvorrichtung verbunden. Die vorgestellte Elektrofahrzeug-Ladestation kann mit geringem Aufwand an beliebigen Abstellplätzen für Elektrofahrzeuge errichtet werden und ist auch ohne eine Stromversorgung über das öffentliche Stromnetz einsatzbereit, sofern ein Spender-Elektrofahrzeug an die Elektrofahrzeug-Ladestation zur Abgabe elektrischer Energie angeschlossen ist. Fahrzeuge, die über eine voll aufgeladene Batterie verfügen, die jedoch bis zum Erreichen ihrer Heimladestation nur auf einen Bruchteil ihrer Ladeleistung angewiesen sind, können sich an einer solchen, stationären Elektrofahrzeug-Ladestation verbinden und dann einen Teil ihrer verfügbaren Energie freigeben für Fahrzeuge mit entsprechendem Energiebedarf.
Der mindestens eine Entladeanschluss der mindestens einen Energieübertragungsvorrichtung der Elektrofahrzeug-Ladestation ist dabei beispielsweise derart eingerichtet, dass über diesen mindestens einen Entladeanschluss kein aus einem öffentlichen Stromnetz fließender Strom bereitgestellt wird, d. h. der mindestens eine Entladeanschluss ist nicht mit einem öffentlichen Stromnetz verbunden und insbesondere mit keinem Stromnetz eines Stromversorgers verbunden. Beispielsweise kann über den mindestens einen Entladeanschluss ausschließlich solche Energie an mindestens ein Empfänger-Fahrzeug zur Verfügung gestellt werden, welche von dem mindestens einen Spender-Fahrzeug über den mindestens einen Entladeanschluss in die Elektrofahrzeug-Ladestation eingespeist wird.
Gemäß einer beispielhaften Ausgestaltung umfasst die Elektrofahrzeug-Ladestation mehrere der Energieübertragungsvorrichtungen, mehrere Entladeanschlüsse zum Koppeln mit einem jeweiligen Spender-Elektrofahrzeug und mehrere Ladeanschlüsse zum Koppeln mit einem jeweiligen Empfänger-Elektrofahrzeug, wobei der Energieaufnahmeanschluss einer jeweiligen Energieübertragungsvorrichtung der mehreren Energieübertragungsvorrichtungen einen Entladeanschluss der mehreren Entladeanschlüsse darstellt und wobei der Energieabgabeanschluss einer jeweiligen Energieübertragungsvorrichtung der mehreren Energieübertragungsvorrichtungen einen Ladeanschluss der mehreren Ladeanschlüsse darstellt.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Laden eines Elektrofahrzeugs mit elektrischer Energie vorgestellt. Gemäß dem Verfahren kann eine der zuvor vorgestellten Energieübertragungsvorrichtungen bereitgestellt werden. Ein Empfänger-Elektrofahrzeug wird beispielsweise über ein erstes Ladekabel mit dem Energieabgabeanschluss der Energieübertragungsvorrichtung elektrisch gekoppelt. Ein Spender-Elektrofahrzeug wird beispielsweise über ein zweites Ladekabel mit dem Energieaufnahmeanschluss der Energieübertragungsvorrichtung elektrisch gekoppelt. Anschließend wird ein Datenaustauschs durch die Energieübertragungsvorrichtung mit dem Spender-Elektrofahrzeug zur Aktivierung einer Bereitstellung elektrischer Energie durch das Spender-Elektrofahrzeug durchgeführt. Dann wird eine von dem Spender-Elektrofahrzeug bereitgestellte elektrische Energie durch die Energieübertragungsvorrichtung an das Empfänger-Elektrofahrzeug übertragen, bis beispielsweise eine überwachte Ladevorgangabschluss-Bedingung, wie beispielsweise ein Erreichen des Ziel-Ladezustands des Empfänger-Elektrofahrzeugs, des Rest-Ladestatus des Spender-Elektrofahrzeugs oder ein Auftreten eines Alarmsignals, erfüllt ist.
Beispielsweise kann das erste Ladekabel auf der einen Seite eine Buchse bzw. Stecker kompatibel zu Typ 1 SAE J1772-2009 (Asien/Amerika) oder Typ 2 Mennekes-Stecker IEC 62196-2 (Europa) aufweisen, und auf der anderen Seite eine Buchse bzw. Stecker kompatibel zu Typ 1 SAE J1772-2009 (Asien/Amerika) oder Typ 2 Mennekes-Stecker IEC 62196-2 (Europa) aufweisen, wobei die beiden endseitigen Buchsen bzw. Stecker vom gleichen Typ sein können bzw. unterschiedlichen Typs sein können. Es versteht sich, dass die beiden endseitigen Buchsen bzw. Stecker auch anderen Normen, insbesondere zukünftigen Normen entsprechen können.
Beispielsweise kann das erste Ladekabel auf der einen Seite eine Buchse bzw. Stecker kompatibel zum Combined Charging System (CCS) Combo Typ 1 (US) oder Typ 2 (EU) oder CHAdeMO (Japan) oder GB/T (China) aufweisen, und auf der anderen Seite eine Buchse bzw., Stecker kompatibel zu Combined Charging System (CCS) Combo Typ 1 (US) oder Typ 2 (EU) oder CHAdeMO (Japan) oder GB/T (China) aufweisen, wobei die beiden endseitigen Buchsen bzw. Stecker vom gleichen Typ sein können bzw. unterschiedlichen Typs sein können.
Beispielsweise kann das zweite Ladekabel auf der einen Seite eine Buchse bzw. Stecker kompatibel zu Typ 1 SAE J1772-2009 (Asien/Amerika) oder Typ 2 Mennekes-Stecker IEC 62196-2 (Europa) aufweisen, und auf der anderen Seite eine Buchse bzw. Stecker kompatibel zu Typ 1 SAE J1772-2009 (Asien/Amerika) oder Typ 2 Mennekes-Stecker IEC 62196-2 (Europa) aufweisen, wobei die beiden endseitigen Buchsen bzw. Stecker vom gleichen Typ sein können bzw. unterschiedlichen Typs sein können. Es versteht sich, dass die beiden endseitigen Buchsen bzw. Stecker auch anderen Normen, insbesondere zukünftigen Normen entsprechen können.
Beispiels weise kann das zweite Ladekabel auf der einen Seite eine Buchse bzw. Stecker kompatibel zum Combined Charging System (CCS) Combo Typ 1 (US) oder Typ 2 (EU) oder CHAdeMO (Japan) oder GB/T (China) aufweisen, und auf der anderen Seite eine Buchse bzw., Stecker kompatibel zu Combined Charging System (CCS) Combo Typ 1 (US) oder Typ 2 (EU) oder CHAdeMO (Japan) oder GB/T (China) aufweisen, wobei die beiden endseitigen Buchsen bzw. Stecker vom gleichen Typ sein können bzw. unterschiedlichen Typs sein können.
Eine Weiterbildung des Verfahrens zum Laden eines Elektrofahrzeugs sieht vor, dass ein Datenaustausch, beispielsweise durch die Energieübertragungsvorrichtung, mit dem Spender-Elektrofahrzeug zur Aktivierung einer Bereitstellung elektrischer Energie durch das Spender-Elektrofahrzeug durchgeführt wird. Dieser Datenaustausch kann beispielweise auch durch eine Eingabe-Schnittstelle des Spender-Elektrofahrzeugs vorgenommen werden, wobei diese Eingabe-Schnittstelle beispielsweise die Eingabe von Daten, welche die Aktivierung einer Bereitstellung elektrischer Energie durch das Spender-Elektrofahrzeug veranlassen, durch einen Nutzer ermöglicht, und wobei diese Eingabe-Schnittstelle beispielsweise eine Funkverbindung zu einem mobilem Gerät des Nutzers ermöglicht.
Dieser Datenaustausch kann beispielsweise nach dem Koppeln des Empfänger-Elektrofahrzeugs mit dem Energieabgabeanschluss der Energieübertragungsvorrichtung und nach dem Koppeln des Spender-Elektrofahrzeuges mit dem Energieaufnahmeanschluss der Energieübertragungsvorrichtung erfolgen, wenn der Datenaustausch durch die Energieübertragungsvorrichtung und über das erste und zweite Ladekabel durchgeführt wird, oder wenn beispielsweise der Datenaustausch zwischen dem Spender-Elektrofahrzeug und dem Empfänger-Elektrofahrzeug über eine die Energieübertragungsvorrichtung umgehende Verbindung, wie beispielsweise über eine Funkverbindung, durchgeführt wird.
Eine Weiterbildung des Verfahrens zum Laden eines Elektrofahrzeugs sieht vor, dass das zweite Ladekabel für die Kopplung des Spender-Elektrofahrzeuges mit dem Energieaufnahmeanschluss der Energieübertragungsvorrichtung in eine Lade-/Entladebuchse des Spender-Elektrofahrzeuges gesteckt wird, wobei diese Lade-/Entladebuchse des Spender-Elektrofahrzeuges dazu eingerichtet ist, eine Antriebsbatterie des Spender-Elektrofahrzeuges durch Einspeisung von elektrischer Energie aufzuladen. Somit kann die Lade-/Entladebuchse des Spender-Elektrofahrzeuges, welche zum Aufladen des Spender-Elektrofahrzeuges, wie beispielsweise verbunden über ein Ladekabel mit einer Steckdose einer Ladestation, verwendet wird, auch zum Bereitstellen von Energie über die Energieübertragungsvorrichtung an das Empfänger-Elektrofahrzeugs verwendet werden. Es ist daher keine gesonderte Buchse am Spender-Elektrofahrzeug für diese Bereitstellung von Energie über die Energieübertragungsvorrichtung an das Empfänger-Elektrofahrzeugs notwendig.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird eine weitere Energieübertragungsvorrichtung mit einem Energieaufnahmeanschluss zur Kopplung mit einem Spender-Elektrofahrzeug und einem Energieabgabeanschluss zur Kopplung mit einem Empfänger-Elektrofahrzeug vorgestellt, wobei dass die Energieübertragungsvorrichtung ausgebildet ist, bei einer Kopplung mit einem Spender-Elektrofahrzeug und einem Empfänger-Elektrofahrzeug eine von dem Spender-Elektrofahrzeug bereitgestellte elektrische Energie an das Empfänger-Elektrofahrzeug zu übertragen. Diese weitere Energieübertragungsvorrichtung unterscheidet sich von der zuvor beschriebenen Energieübertragungsvorrichtung darin, dass nicht zwangsweise vorgesehen ist, dass der Energieaufnahmeanschluss zur unmittelbaren Kopplung mit einem für eine Kopplung des Spender-Elektrofahrzeugs mit einer Elektrofahrzeug-Ladestation vorgesehenen Ladekabel ausgebildet ist und/oder der Energieabgabeanschluss zur unmittelbaren Kopplung mit einem für eine Kopplung des Empfänger-Elektrofahrzeugs mit einer Elektrofahrzeug-Ladestation vorgesehenen Ladekabel ausgebildet ist. Somit kann diese weitere Energieübertragungsvorrichtung beispielsweise mit dem Energieabgabeanschluss unmittelbar an das Empfänger-Elektrofahrzeug gekoppelt werden und mit dem Energieaufnahmeanschluss unmittelbar an das Spender-Elektrofahrzeug gekoppelt werden. Ansonsten kann diese weitere Energieübertragungsvorrichtung der zuvor beschriebenen Energieübertragungsvorrichtung entsprechen, sowie insbesondere auch einer oder mehrerer der jeweiligen Weiterbildungen.
Diese Energieübertragungsvorrichtung gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung kann gleichermaßen für die zuvor beschriebene Elektrofahrzeug-Ladestation und/oder für das zuvor beschriebene Verfahren zum Laden eines Elektrofahrzeugs mit elektrischer Energie verwendet werden, wobei das Verfahren dann beispielsweise das direkte elektrische Koppeln eines Empfänger-Elektrofahrzeug mit dem Energieabgabeanschluss der Energieübertragungsvorrichtung und das direkte elektrische Koppeln eines Spender-Elektrofahrzeug mit dem Energieaufnahmeanschluss der Energieübertragungsvorrichtung umfasst. Dieses Verfahren kann eine oder mehrere der zuvor genannten Weiterbildungen umfassen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Zur Verdeutlichung der vorgestellten Energieübertragungsvorrichtung werden nun Ausführungsbeispiele mit Verweis auf die folgenden Figuren vorgestellt.
1 veranschaulicht ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Energieübertragungsvorrichtung in Verwendung mit einem Spender-Elektrofahrzeug und einem Empfänger-Elektrofahrzeug.
2 veranschaulicht ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Energieübertragungsvorrichtung in Verwendung mit einem Spender-Elektrofahrzeug und einem Empfänger-Elektrofahrzeug.
In den angeführten Figuren sind identische oder ähnliche Komponenten figurenübergreifend mit denselben Bezugszeichen bezeichnet.
Ausführungsbeispiele der Erfindung
1 verdeutlicht nicht-maßstabsgetreu ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Energieübertragungsvorrichtung in Verwendung mit einem Spender-Elektrofahrzeug und einem Empfänger-Elektrofahrzeug. Die Energieübertragungsvorrichtung 1 umfasst einen Energieaufnahmeanschluss 2 und einen Energieabgabeanschluss 3, die jeweils als eine in ein äußeres Gehäuse 4 der Energieübertragungsvorrichtung 1 versenkte Buchse ausgebildet sind. Der Energieaufnahmeanschluss 2 und der Energieabgabeanschluss 3 sind beide jeweils baugleich zu einer Ladebuchse einer Elektrofahrzeug-Ladestation und zur Aufnahme eines infrastrukturseitigen Endes eines Ladekabels ausgebildet. Ein Spender-Elektrofahrzeug 20 ist mit einer Antriebsbatterie 22 ausgestattet, deren elektrische Energie unter Steuerung durch eine nicht veranschaulichte Steuereinheit an einer Lade/-Entladebuchse 21 des Spender-Elektrofahrzeug 20 bereitgestellt werden kann. Das Spender-Elektrofahrzeug 20 und die Energieübertragungsvorrichtung 1 sind direkt über ein Ladekabel 6 gekoppelt, das dem Spender-Elektrofahrzeug 20 zugeordnet ist und im Fahrbetrieb des Spender-Elektrofahrzeugs 20 in diesem unterbringbar ist. Ein fahrzeugseitiges Ende 7 des Ladekabels 6 ist elektrisch mit der Lade/-Entladebuchse 21 des Spender-Elektrofahrzeugs 20 gekoppelt. Ein zur Ankopplung bzw. zum Anschließen an eine öffentliche Ladestation ausgebildetes infrastrukturseitiges Ende 5 des Ladekabels 6 ist elektrisch mit dem als versenkte Buchse ausgebildeten Energieaufnahmeanschluss 2 der Energieübertragungsvorrichtung 1 gekoppelt. Ein Empfänger-Elektrofahrzeug 30 ist mit einer Antriebsbatterie 32 ausgestattet, die durch die Energieübertragungsvorrichtung 1 mit von der Antriebsbatterie 22 des Spender-Elektrofahrzeugs 20 bereitgestellter elektrischer Energie aufgeladen werden soll. Das Empfänger-Elektrofahrzeug 30 und die Energieübertragungsvorrichtung 1 sind direkt über ein Ladekabel 9 gekoppelt, das dem Empfänger-Elektrofahrzeug 30 zugeordnet ist und im Fahrbetrieb des Empfänger-Elektrofahrzeugs 30 in diesem untergebracht ist. Ein fahrzeugseitiges Ende 10 des Ladekabels 9 ist elektrisch mit der Ladebuchse 31 des Empfänger-Elektrofahrzeug 30 gekoppelt. Ein zur Ankopplung bzw. zum Anschließen an eine öffentliche Ladestation ausgebildetes infrastrukturseitiges Ende 8 des Ladekabels 7 ist elektrisch mit dem als versenkte Buchse ausgebildeten Energieabgabeanschluss 3 der Energieübertragungsvorrichtung 1 gekoppelt. Mittels einer Datenkommunikation über das Ladekabel 6 kann die Energieübertragungsvorrichtung 1 das Spender-Elektrofahrzeug 20 veranlassen, elektrische Energie aus der Antriebsbatterie 22 an seiner Lade/-Entladebuchse 21 bereitzustellen, so dass diese durch die Energieübertragungsvorrichtung 1 über das Ladekabel 9 an die Antriebsbatterie 32 des Empfänger-Elektrofahrzeugs 30 übertragen werden kann.
2 verdeutlicht nicht-maßstabsgetreu ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Energieübertragungsvorrichtung in Verwendung mit einem Spender-Elektrofahrzeug und einem Empfänger-Elektrofahrzeug. Im Unterschied zu dem in 1 veranschaulichten ersten Ausführungsbeispiel weist die in 2 veranschaulichte Energieübertragungsvorrichtung 1 nicht einen Energieaufnahmeanschluss 2 sondern einen Energieaufnahmeanschluss 25 auf, der direkt mit der Lade/-Entladebuchse 21 des Spender-Elektrofahrzeug 20 koppelbar ist. Bei der in 2 veranschaulichten Energieübertragungsvorrichtung 1 wird deshalb nur ein einziges Ladekabel 9 benötigt, um elektrische Energie der Antriebsbatterie 22 durch die Energieübertragungsvorrichtung 1 an die Antriebsbatterie 32 zu übertragen. Der Energieaufnahmeanschluss 25 ist als ein an die Lade/-Entladebuchse 21 des Spender-Elektrofahrzeugs 20 angepasster Stecker ausgebildet. Der Energieabgabeanschluss 3 ist baugleich zu einer Ladebuchse einer öffentlichen Elektrofahrzeug-Ladestation und zur Aufnahme eines infrastrukturseitigen Endes eines Ladekabels ausgebildet. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird eine besonders hohe Einsatzflexibilität der Energieübertragungsvorrichtung 1 erreicht, wenn diese im Spender-Elektrofahrzeug 20 während des normalen Fahrbetriebs mitgeführt wird.
Als eine Modifizierung des in 2 veranschaulichten Ausführungsbeispiels der Energieübertragungsvorrichtung 1 kann diese dauerhaft mit dem Ladekabel 9 verbunden oder in das Ladekabel 9 integriert sein. Dies ist besonders vorteilhaft, wenn eine große Anzahl von Elektrofahrzeugen über eine baugleiche Ladebuchse verfügt.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Nicht-Patentliteratur

SAE J1772-2009 [0018]
IEC 62196-2 [0018]
IEC 61851 [0031]
IEC 15118 [0031]
IEC 61851-1 [0032]
IEC 62196 [0032]
SAE J1772-2009 [0049]
IEC 62196-2 [0049]
SAE J1772-2009 [0050]
IEC 62196-2 [0050]
SAE J1772-2009 [0051]
IEC 62196-2 [0051]
SAE J1772-2009 [0060]
IEC 62196-2 [0060]
SAE J1772-2009 [0062]
IEC 62196-2 [0062]

Claims

Energieübertragungsvorrichtung (1) mit einem Energieaufnahmeanschluss (2, 25) zur Kopplung mit einem Spender-Elektrofahrzeug (20) und einem Energieabgabeanschluss (3) zur Kopplung mit einem Empfänger-Elektrofahrzeug (30), dadurch gekennzeichnet, dass die Energieübertragungsvorrichtung (1) ausgebildet ist, bei einer Kopplung mit einem Spender-Elektrofahrzeug (20) und einem Empfänger-Elektrofahrzeug (30) eine von dem Spender-Elektrofahrzeug (20) bereitgestellte elektrische Energie an das Empfänger-Elektrofahrzeug (30) zu übertragen, wobei der Energieaufnahmeanschluss (2) zur unmittelbaren Kopplung mit einem für eine Kopplung des Spender-Elektrofahrzeugs (20) mit einer Elektrofahrzeug-Ladestation vorgesehenen Ladekabel (6) ausgebildet ist und/oder der Energieabgabeanschluss (3) zur unmittelbaren Kopplung mit einem für eine Kopplung des Empfänger-Elektrofahrzeugs (30) mit einer Elektrofahrzeug-Ladestation vorgesehenen Ladekabel (9) ausgebildet ist.
Energieübertragungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Energieübertragungsvorrichtung (1) dazu ausgebildet ist, bei einer Kopplung der Energieübertragungsvorrichtung (1) mit einem Spender-Elektrofahrzeug (20) und einem Empfänger-Elektrofahrzeug (30) die Bereitstellung elektrischer Energie, insbesondere durch eine Antriebsbatterie (22) und/oder ein Energieerzeugungsaggregat des Spender-Elektrofahrzeugs (20), mittels eines Datenaustauschs mit dem Spender-Elektrofahrzeug (20) für den Energieaufnahmeanschluss (2, 25) zu aktivieren und/oder zu steuern.
Energieübertragungsvorrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest der Energieaufnahmeanschluss (2) oder der Energieabgabeanschluss (3) zur, insbesondere unmittelbaren, Kopplung mit einem für eine Kopplung eines Elektrofahrzeugs mit einer Elektrofahrzeug-Ladestation vorgesehenen Ladekabel (6, 9) ausgebildet ist.
Energieübertragungsvorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass entweder der Energieaufnahmeanschluss (25) oder der Energieabgabeanschluss zur, insbesondere unmittelbaren, Kopplung mit einer Ladebuchse (21) des Spender-Elektrofahrzeugs (20) bzw. des Empfänger-Elektrofahrzeugs ausgebildet ist.
Energieübertragungsvorrichtung (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Energieaufnahmeanschluss (2) und/oder der Energieabgabeanschluss (3) jeweils baugleich zu einer Ladebuchse einer Elektrofahrzeug-Ladestation ausgebildet sind.
Energieübertragungsvorrichtung (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Energieübertragungsvorrichtung ladekabelfrei ausgebildet ist oder alternativ in ein Ladekabel integriert ist.
Energieübertragungsvorrichtung (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Energieübertragungsvorrichtung nur zum Übertragen elektrischer Energie von dem Energieaufnahmeanschluss (2, 25) an den Energieabgabeanschluss (3) und nicht zum Speichern einer an dem Energieabgabeanschluss (3) bereitzustellenden elektrischen Energie ausgebildet ist.
Energieübertragungsvorrichtung (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Energieaufnahmeanschluss (2, 25) und/oder der Energieabgabeanschluss (3) zumindest teilweise, bevorzugt vollständig, in ein äußeres Gehäuse (4) der Energieübertragungsvorrichtung integriert sind.
Energieübertragungsvorrichtung (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Energieübertragungsvorrichtung ausgebildet ist zum Verriegeln, insbesondere während der Übertragung elektrischer Energie, des Energieaufnahmeanschlusses (2, 25) und/oder des Energieabgabeanschlusses (3), insbesondere zum Fixieren eines jeweiligen gekoppelten Ladekabels (6, 9).
Energieübertragungsvorrichtung (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Energieübertragungsvorrichtung ausgebildet ist, Parameter für die Übertragung elektrischer Energie mit dem Spender-Elektrofahrzeug und/oder dem Empfänger-Elektrofahrzeug auszuhandeln und/oder vorzugeben.
Energieübertragungsvorrichtung (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Energieübertragungsvorrichtung einen Energieabgabeanschluss aufweist, der als Steckdose zur Bereitstellung elektrischer Energie als eine einphasige Wechselspannung, insbesondere eine 230-Volt-Wechselspannung, oder eine mehrphasige Wechselspannung, insbesondere eine Drehstromspannung wie beispielsweise eine 400-Volt-Dreiphasenspannung, ausgebildet ist.
Energieübertragungsvorrichtung (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Energieübertragungsvorrichtung zur Emulation eines öffentlichen Netzanschlusses an dem Energieaufnahmeanschluss (2, 25) und/oder dem Energieabgabeanschluss (3) ausgebildet ist.
Energieübertragungsvorrichtung (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Energieübertragungsvorrichtung ausgebildet ist zum Erfassen ihres aktuellen Standortes und zum Melden des erfassten Standortes an eine Server-Vorrichtung.
Energieübertragungssystem mit einer Energieübertragungsvorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche und mit einem mit dem Energieaufnahmeanschluss (2) unmittelbar koppelbaren oder gekoppelten Ladekabel (6) und/oder einem mit dem Energieabgabeanschluss (3) unmittelbar koppelbaren oder gekoppelten Ladekabel (9), wobei das jeweilige Ladekabel (6, 9) unmittelbar mit einer Lade-/Entladebuchse (21, 31) eines Elektrofahrzeugs (20, 30) koppelbar ist.
Elektrofahrzeug-Ladestation für mindestens ein Empfänger-Elektrofahrzeug, mit mindestens einer stationär montierten Energieübertragungsvorrichtung (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, mindestens einem Entladeanschluss zum Koppeln mit einem jeweiligen Spender-Elektrofahrzeug und mindestens einem Ladeanschluss zum Koppeln mit einem jeweiligen Empfänger-Elektrofahrzeug.
Verfahren zum Laden eines Elektrofahrzeugs mit elektrischer Energie, mit den Schritten zum: Bereitstellen einer Energieübertragungsvorrichtung (1) nach einem der vorherigen Ansprüche; Koppeln eines Empfänger-Elektrofahrzeugs (30) über ein erstes Ladekabel (9), mit einem Energieabgabeanschluss (3) der Energieübertragungsvorrichtung (1); Koppeln eines Spender-Elektrofahrzeugs (20) über ein zweites Ladekabel (6) mit einem Energieaufnahmeanschluss (2) der Energieübertragungsvorrichtung (1); und Übertragen einer durch das Spender-Elektrofahrzeug (20) bereitgestellten elektrischen Energie von dem Spender-Elektrofahrzeug (20) durch die Energieübertragungsvorrichtung (1) an das Empfänger-Elektrofahrzeug (30).