DE102016201505B4

DE102016201505B4 - Ladesystem für ein Kraftfahrzeug mit elektrischem Antrieb mit einem Fundamentfuß

Info

Publication number: DE102016201505B4
Application number: DE102016201505.2A
Authority: DE
Inventors: Armin Rittler
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2016-02-01
Filing date: 2016-02-01
Publication date: 2021-01-28
Anticipated expiration: 2036-02-02
Also published as: DE102016201505A1

Abstract

Ladesystem für ein Kraftfahrzeug mit elektrischem Antrieb miteinem Fundamentfuß (11), welcher eine Verbindungsfläche (6) und einen Verankerungsabschnitt (2) aufweist, der sich unterhalb der Verbindungfläche erstreckt und formschlüssig mit dem Boden (8) verbindbar ist und den Boden (8) unmittelbar kontaktiert undmit einer Ladesäule (1) zum Laden eines elektrischen Energiespeichers eines Kraftfahrzeugs, welche auf der Verbindungsfläche (6) angeordnet ist und mit dem Fundamentfuß (11) verbindbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Lade-Infrastruktur zum Versorgen eines elektrischen Energiespeichers eines Kraftfahrzeugs mit teilweise oder vollständig elektrischem Antrieb.
Aus dem Stand der Technik ist es bekannt, dass Ladesäulen zur Versorgung von elektrischen Energiespeichern in Kraftfahrzeugen verwendet werden. Die DE 10 2009 016 505 A1 befasst sich mit einer Ladesäule für solche Fahrzeuge. Die US 2012 / 0 074 891 A1 befasst sich mit einer automatisierten Ladestation. Die US 2013 / 0 229 141 A1 befasst sich mit einer elektrischen Ladeinfrastruktur. Die DE 10 2009 016 505 A1 befasst sich mit einer Ladesäule für Elektrofahrzeuge. Die EP 2171 179 B1 befasst sich mit einem Bohrfundament. Die DE 100 48 680 C1 befasst sich mit einer elektrischen Stromschiene.
Die Infrastruktur zum Laden von Elektrofahrzeugen ist ein wichtiger Faktor bei der Verbreitung von Elektrofahrzeugen. Zwar ist eine derartige Infrastruktur im Vergleich zu einer Tankstelle, wie diese zum Betanken von Kraftfahrzeugen mit Verbrennungsmotor notwendig sind, relativ einfach zu realisieren, da beispielsweise die Energie nicht am Ort des Tankens in großen Behältern zwischengespeichert werden muss aber aufgrund der Zeitdauer welche zum Befüllen des elektrischen Energiespeichers notwendig ist und aufgrund der kürzeren zu erwartenden Reichweite eines Elektrofahrzeugs gegenüber einem verbrennungsmotorisch betrieben Fahrzeug, ist eine hohe Anzahl an Lademöglichkeit zu installieren. Ausgehend von diesen Annahmen ist erkennbar, dass es von Bedeutung ist, die Lade-Infrastruktur besonders einfach aufzubauen.
Es ist eine Aufgabe der Erfindung ein einfach aufzubauendes Ladesystem für Kraftfahrzeuge mit elektrischem Antrieb zur Verfügung zu stellen, diese Aufgabe wird durch einen Gegenstand gemäß Patentanspruch 1 gelöst, zu bevorzugende Weiterbildungen der Erfindung sind nachfolgend aufgeführt.
Im Sinne der Erfindung ist unter einem Ladesystem für ein Kraftfahrzeug mit elektrischem Antrieb eine Vorrichtung zu verstehen, die dazu eingerichtet ist dem elektrischen Energiespeicher dieses Kraftfahrzeugs Energie zuzuführen. Ladesysteme für Kraftfahrzeuge mit elektrischem Antrieb sind im Stand der Technik als sogenannte Stromtankstelle bekannt.
Im Sinne der Erfindung ist unter einem Fundamentfuß eine Einrichtung zu verstehen, welche zum Verankern von Bauteilen im Boden, vorzugsweise im Erdboden eingerichtet ist. Dazu weist ein derartiger Fundamentfuß vorzugsweise eine vortrieberzeugende Struktur auf, welche dazu eingerichtet ist, einen Vortrieb in den Boden zu erzeugen, wenn der Fundamentfuß um eine Rotationsachse gedreht wird, bildlich gesprochen in den Boden eingeschraubt wird.
Insbesondere ist diese vortrieberzeugende Struktur an einem sogenannten Verankerungsabschnitt des Fundamentfußes angeordnet und windet sich weiter vorzugsweise zumindest abschnittsweise helixartig, weiter vorzugsweise spiral- oder besonders bevorzugt gewindeartig, um diesen herum. Der Verankerungsabschnitt ist dazu eingerichtet mittels dieser Struktur in den Boden zur Verankerung eingebracht zu werden. Der Verankerungsabschnitt ist dann, insbesondere formschlüssig, mit dem Boden verbindbar und kontaktiert diesen so unmittelbar, wodurch insbesondere eine besonders einfache Verbindung mit dem Boden ausgebildet wird.
Weiter vorzugsweise weist der Verankerungsabschnitt einen Bereich auf, welcher sich über den Boden heraus erstreckt, vorzugsweise ist dieser Bereich zylindrisch und weiter vorzugsweise weist dieser Bereich einen Durchmesser von wenigstens 50 mm oder mehr auf. Weiter vorzugsweise weist dieser Abschnitt einen kreisringförmigen Querschnitt auf und insbesondere ist durch einen derart gestalteten Querschnitt eine besonders sichere Verbindung der auf dem Fundamentfuß angeordneten Ladesäule mit dem Untergrund erreichbar.
Vorzugsweise weist der Fundamentfuß eine Verbindungsfläche auf, welche zur Verbindung des Fundamentfußes mit einer auf dieser angeordneten Ladesäule eingerichtet ist. Weiter vorzugsweise erstreckt sich der Verankerungsabschnitt unterhalb dieser Verbindungsfläche.
Im Sinne der Erfindung ist darunter, dass der Verankerungsabschnitt den Boden unmittelbar kontaktiert zu verstehen, dass der Fundamentfuß, insbesondere der Verankerungsabschnitt, anders als beispielsweise eine Dübelschraube, welche über ein Kunststoffelement (Dübel) mit dem Untergrund in Verbindung steht, den Boden direkt berührt und mit diesem unmittelbar eine formschlüssige Verbindung ausbildet.
Im Sinne der Erfindung ist unter einer Ladesäule eine Einrichtung zu verstehen, welche zum Versorgen eines elektrischen Energiespeicher eines Kraftfahrzeugs mit elektrischer Energie eingerichtet ist. Vorzugsweise weist eine derartige Ladesäule zum Übertragen der elektrischen Energie einen Teil einer Steckerverbindung (Stecker oder Dose bzw. männlicher oder weiblicher Teil der Verbindung) auf. Weiter vorzugsweise weist eine Ladesäule Mittel zum berührungslosen Übertragen von elektrischer Energie zum Kraftfahrzeug auf. Vorzugsweise ist dieser Teil der Steckerverbindung unmittelbar mit der Ladesäule starr verbunden oder vorzugsweise mittels eines Kabels flexibel mit der Ladesäule verbunden.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist das Ladesystem eine Vielzahl von Fundamentfüssen auf, welche mit dem Boden verbunden sind. Vorzugsweise ist auf jedem dieser Fundamentfüße wenigstens eine Ladesäule angeordnet. Weiter vorzugsweise ist auf wenigstens einem der Fundamentfüße eine Mehrzahl von Ladesäulen angeordnet. Weiter vorzugsweise sind zumindest 2 dieser Ladesäulen, welche auf unterschiedlichen Fundamentfüssen angeordnet sind, mittels einer Stromleitschiene zur Leistungsübertragung miteinander verbunden. Insbesondere mittels derartiger Verbindungen über Stromleitschiene ist eine besonders robuste und damit fehlerunanfällige Verbindung von wenigstens 2 Ladesäulen miteinander ermöglicht.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist wenigstens eine Stromleitschiene, vorzugsweise eine Vielzahl von Stromleitschiene und besonders bevorzugt sind alle Stromleitschienen zur Leistungsübertragung und zur Signalübertragung eingerichtet. Dabei ist unter der Signalübertragung eine Übertragung von Signalen zu verstehen, welche zum Laden eines Energiespeichers in einem Kraftfahrzeug mit elektrischem Antrieb vorgesehen sind. Derartige Signale können insbesondere die Art und Weise der Leistungsübertragung von der Ladesäule zum Kraftfahrzeug oder andere Informationen betreffen. Insbesondere durch die Integration der Signalübertragung in die vorhandene Stromleitschiene ist ein besonders einfacher Aufbau des Ladesystems ermöglicht.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung verläuft wenigstens eine dieser Stromleitschiene, vorzugsweise eine Mehrzahl dieser Stromleitschiene und besonders bevorzugt verlaufen alle Stromleitschiene über einer Oberfläche des Bodens, mit welchem die Fundamentfüße verbunden sind. Insbesondere durch eine derartige Anordnung der Stromleitschiene ist es vermeidbar Erdkabel zwischen den einzelnen Fundamentfüssen bzw. Ladesäulen zu verlegen und somit ist insbesondere der Aufwand zum Installieren eines Ladesystems verringerbar.
Nachfolgend ist die Erfindung und Merkmale dieser anhand der Figur näher erläutert, dabei zeigt:

1: Eine Schnittdarstellung einer Ausführungsform der Erfindung.

Die Idee hinter dieser Erfindung ist es, das herkömmliche Betonfundament der Ladesäule durch ein Schraubfundament 11 mit einem Verbindungsabschnitt 2 zu ersetzen und mehrere Schraubfundamente 11 mit Stromschienen 3 zu verbinden. Hierzu wird ein Schraubfundament 11 mithilfe einer Maschine in den Boden 8 geschraubt, welcher als späteres Fundament für die Ladesäule 1 dient. Auf diesen Schraubfundamenten 11 wird eine Stromschiene 3 befestigt, welche einerseits der Stromführung, andererseits der Verbindung mehrerer Ladesäulen 1 miteinander dient. Ladesäulen als solche sind aus dem Stand der Technik bereits bekannt, insbesondere aus der DE 10 2009 016 505 A1 . Bei bekannten Ladesäulen ist allerdings eine aufwändige Fundamentierung und Erdverkabelung notwendig.
Schraubfundamente 11 dieser Art sind auch für andere Befestigungsaufgaben verwendbar bzw. von diesen bereits bekannt, insbesondere aus der EP 2 171 179 B1 .
In einer solchen Stromschiene 3 ist eine Zuleitung für elektrischen Strom, meist aus Aluminium gefertigt und mit mehreren Stromleitern und Schutzleitern versehen, derartige Stromschienen 3 sind beispielsweise aus der DE 100 48 680 C1 bekannt.
Zusätzlich können in dieser Stromschiene 3 Signalleitungen, zur Steuerung der Ladeelektronik mehrerer Ladesäulen 1 über den Hauptschaltkasten (nicht dargestellt), verlegt sein. Dies ermöglicht ein beliebiges Erweitern bereits bestehender Parkplätze mit Stromtankstellen zum Aufladen elektrisch angetriebener Fahrzeuge.
Die Ladesäule 1 ist auf der Verbindungsfläche 6 des Schraubfundaments 11 angeordnet und mittels Schraubverbindungen 5 sicher mit dieser verbunden. Über die Zuleitung 4 wird den Ladesäulen 1 elektrische Leistung von einem Hauptverteiler (nicht dargestellt) zugeführt und unter den Ladesäulen 1 mit Stromleitschienen 3 verteilt.
Die Stromleitschiene 3 und auch die Zuleitung 4 sind über der Oberfläche 7 des Bodens 8 angeordnet, in welchen die Schraubfundamente 11 eingebracht sind. Mittels der bereichsweise helixartig verlaufenden Vortriebsmittel 9, welche am Verbindungsabschnitt 2 angeordnet sind, wird einerseits der Vortrieb beim Einbringen des Schraubfundaments 11 in den Boden 8 erzeugt und andererseits dienen diese zum Ausbilden der formschlüssigen Verbindung zwischen dem Schraubfundament 2 und dem Boden 8.
An den Ladesäulen 1 ist jeweils eine Steckdose 10 angeordnet, mittels welcher das elektrisch angetriebene Kraftfahrzeug elektrisch leitend zum Laden mit der Ladesäule 1 verbindbar ist.
Insbesondere sind mit der vorgeschlagenen Ladeinfrastruktur folgende Vorteile vollständig oder teilweise erreichbar:

- Parkplätze individuell nachrüstbar (ohne Zerstörung des bestehenden Bodenbelages) bzw. Nachrüstung auf Grünstreifen zwischen Reihen von Parkplätzen,
- Kein Ausheben und Betonieren eines Fundaments nötig,
- Potential zur Kosteneinsparung vor allem bei größeren Parkplätzen,
- Keine Zerstörung umliegender Grünanlagen, da geringere oder keine Erdverkabelung nötig,
- Zeitlich schnellere Umsetzbarkeit der Ladeinfrastruktur,
- Entfernen der Ladesäulen einfach möglich,
- Individueller, modularer Aufbau.

Claims

Ladesystem für ein Kraftfahrzeug mit elektrischem Antrieb mit - einem Fundamentfuß (11), welcher eine Verbindungsfläche (6) und einen Verankerungsabschnitt (2) aufweist, der sich unterhalb der Verbindungfläche erstreckt und formschlüssig mit dem Boden (8) verbunden ist, den Boden (8) unmittelbar kontaktiert und mit diesem unmittelbar eine formschlüssige Verbindung ausbildet und - mit einer Ladesäule (1) zum Laden eines elektrischen Energiespeichers eines Kraftfahrzeugs, welche auf der Verbindungsfläche (6) angeordnet ist und mit dem Fundamentfuß (11) verbunden ist und wobei eine Vielzahl von Fundamentfüssen (11) mit dem Boden (8) verbunden sind und, wobei auf jedem dieser Fundamentfüße (11) je eine Ladesäule (1) angeordnet ist und wobei zu mindestens zwei dieser Ladesäulen (1) mit einer Stromleitschiene (3) zur Leistungsübertragung miteinander verbunden sind und, wobei die bei der Leistungsübertragung übertragene elektrische Leistung der Ladesäule (1) zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet dass die Stromleitschiene (3) zur Leistungsübertragung und zur Signalübertragung eingerichtet ist, dass die Signale zur Steuerung der Ladesäulen (1) mit der Stromleitschiene (3) übertragen werden und dass die Stromleitschiene (3) über einer Oberfläche (7) des Bodens (8) verläuft, mit welchem die Fundamentfüße (11) verbunden sind.