-
Die Erfindung betrifft eine Versorgungsanordnung für elektrische Fahrzeuge mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
-
Zum Aufladen von Elektrofahrzeugen werden Ladesäulen oder auch Wandladestellen verwendet, welche üblicherweise ein Kabel mit einem Stecker aufweisen, der zum Aufladen in das Elektrofahrzeug eingesteckt werden kann. Diese Lademöglichkeiten sind ortsgebunden und können bei entsprechender Dimensionierung des Kabels für mehrere Parkplätze genutzt werden. So sind beispielsweise Aufladesäulen bekannt, die - ähnlich wie klassische Zapfsäulen - mehr als ein Kabel zur parallelen Versorgung von mehreren Fahrzeugen aufweisen.
-
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Versorgungsanordnung für elektrische Fahrzeuge vorzuschlagen, welche flexibel einsetzbar ist. Diese Aufgabe wird durch eine Versorgungsanordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Bevorzugte oder vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung sowie den beigefügten Figuren.
-
Gegenstand der Erfindung ist eine Versorgungsanordnung, welche für elektrische Fahrzeuge geeignet und/oder ausgebildet ist. Die Versorgungsanordnung dient insbesondere zur Versorgung der elektrischen Fahrzeuge mit einem Ladestrom zum Aufladen von Batterien der elektrischen Fahrzeuge. Die Versorgungsanordnung kann in einem geschlossenen Bereich, wie zum Beispiel in einem Parkhaus angeordnet sein. Alternativ hierzu ist die Versorgungsanordnung in einem offenen Bereich, wie zum Beispiel in einem Großparkplatz angeordnet.
-
Die Versorgungsanordnung weist mindestens zwei Parkplätze auf, wobei die Parkplätze so dimensioniert sind, dass jeweils ein elektrisches Fahrzeug auf einen Parkplatz gestellt werden kann. Alternativ oder ergänzend weisen die Parkplätze eine Breite von mindestens 1,80 Meter und/oder eine Länge von mindestens 3,50 Meter.
-
Die Versorgungsanordnung weist mindestens eine Ladeeinrichtung zur Versorgung der elektrischen Fahrzeuge mit einem Ladestrom auf. Die Ladeeinrichtung ist insbesondere als eine Schnittstelle zu den elektrischen Fahrzeugen ausgebildet. Beispielsweise weist die Ladeeinrichtung mindestens oder genau ein Kabel mit einem Ladestecker zum Einstecken in eines der elektrischen Fahrzeuge auf.
-
Im Rahmen der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Ladeeinrichtung als eine mobile Ladeeinrichtung ausgebildet ist. Somit ist die Ladeeinrichtung verfahrbar realisiert. Ferner wird beansprucht, dass die Versorgungsanordnung eine Spurvorrichtung aufweist, wobei die Spurvorrichtung insbesondere mindestens eine Spur für die mobile Ladeeinrichtung aufweist, sodass die mobile Ladeeinrichtung in der Spurvorrichtung spurgebunden verfahrbar ist. Die Spurvorrichtung ist so dimensioniert, dass sich diese mindestens zwischen den zwei Parkplätzen erstreckt. Auf diese Weise kann die Ladeeinrichtung flexibel zwischen den zwei Parkplätzen verfahren werden. Bei einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung kann die mobile Ladeeinrichtung zwischen mehr als 5 oder mehr als 10 Parkplätzen verfahren werden.
-
Es ist dabei eine Überlegung der Erfindung, dass die Nutzung von stationären Ladesäulen im wesentlichen Nachteile hat. Es ist notwendig, für jeden Parkplatz eine Ladestation vorzusehen. Selbst über eine möglichst intelligente Anordnung kann eine Ladestation maximal 4 Parkplätze bedienen. Dies ist aber dann schon abhängig von der Länge der Kabel und der Position der Ladedose am Kraftfahrzeug. Insbesondere an großen Parkplätzen bedeutet dies, dass gesonderte Parkplätze für Elektroautos vorgesehen werden müssen. Diese Parkplätze können dann von anderen Fahrzeugen nicht verwendet werden. Darüber hinaus blockieren bereits geladene und noch angeschlossene Elektrofahrzeuge den Parkplatz und die Ladestation. Das ist sowohl unwirtschaftlich als auch wenig praktikabel für den Nutzer.
-
Über die Spurvorrichtung und die mobile Ladeeinrichtung wird es ermöglicht, dass eine Ladeinfrastruktur auf allen an der Versorgungsanordnung angeschlossene Parkplätzen verfügbar ist. Die mobile Ladeeinrichtung kann nach Bedarf an den jeweiligen Parkplatz innerhalb der Versorgungsanordnung und/oder der Spurvorrichtung verfahren werden. Damit ist es nicht mehr relevant, wo ein Elektroauto parkt. Ferner entfällt die Kennzeichnung der Parkplätze für Elektroautos. Zudem ist eine wesentliche Reduzierung der notwendigen Ladeeinrichtungen die Folge, verbunden mit einer deutlich höheren Flexibilität der Parkplatznutzung. Nutzer mit konventionellen, verbrennungsmotorisch betriebenen Fahrzeugen haben weiterhin freie Parkplatzauswahl und werden nicht diskriminiert.
-
Bei einer ersten möglichen Ausgestaltung der Erfindung ist die Ladeeinrichtung manuell in der Spurvorrichtung verfahrbar. Diese Ausgestaltung führt zu einer besonders kostengünstigen Umsetzung der Versorgungsanordnung.
-
Bei einer Alternative der Erfindung weist die Ladeeinrichtung ein Fahrmodul auf, wobei das Fahrmodul einen Antrieb für die mobile Ladeeinrichtung bildet. Dadurch ist es möglich, dass die Ladeeinrichtung durch das Fahrmodul in der Spurvorrichtung verfahrbar ist. Anders ausgedrückt trägt die Ladeeinrichtung ein derartiges Fahrmodul zum automatisierten Fahren in der Spurvorrichtung.
-
Bei einer ersten möglichen Ausgestaltung der Erfindung ist die Ladeeinrichtung zum Aufladen der Fahrzeuge leitungsgebunden ausgebildet. Damit bilden die Ladeeinrichtungen nur eine Schnittstelle zur Ankopplung der elektrischen Fahrzeuge an ein Versorgungsnetz. Z.B. ist parallel zu der Spurvorrichtung ein Leitungsnetz zur Übertragung der elektrischen Energie für die Ladeeinrichtung(en) vorgesehen.
-
Bei einer alternativen Ausgestaltung der Erfindung weist die Ladeeinrichtung einen Energiespeicher zum Aufladen der Fahrzeuge auf. Der Ladestrom wird somit vom Energiespeicher der Ladeeinrichtung zu dem elektrischen Fahrzeug geführt. In dieser Ausgestaltung müssen die Ladeeinrichtungen zuvor z.B. an einer Aufladestation oder Dockingstation „betankt“ werden, welches mit einem zusätzlichen Aufwand verbunden ist. Dagegen hat die Ausgestaltung den Vorteil, dass während des Ladevorgangs des elektrischen Fahrzeugs keine Kabel oder andere Leitungen notwendig sind, so dass die Realisierung der Versorgungsanordnung vereinfacht ist.
-
Es ist auch möglich, dass Mischformen der Versorgungsanordnung ausgebildet sind. Beispielsweise weist die Versorgungsanordnung mehrere Ladeeinrichtungen auf, wobei ein Teil der Ladeeinrichtungen leitungsgebunden ist und ein Teil der Ladeeinrichtungen einen eigenen Energiespeicher aufweist. Alternativ oder ergänzend ist ein Teil der Ladeeinrichtung manuell in der Spurvorrichtung verfahrbar und ein anderer Teil der Ladeeinrichtung weist ein eigenes Fahrmodul auf, sodass die Ladeeinrichtung autark verfahren kann.
-
Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weist die Versorgungsanordnung mindestens 50 Parkplätze und/oder mindestens 10 Ladeeinrichtungen auf, wobei sich die Spurvorrichtung zwischen den Parkplätzen erstreckt. Je höher die Anzahl der Parkplätze gewählt ist, desto deutlicher zeichnet sich der Vorteil des Versorgungskonzepts ab, da die Anzahl der Ladeeinrichtungen nicht in gleicher Weise gesteigert werden muss. Es ist damit möglich ein Versorgungskonzept umzusetzen, wobei in Abhängigkeit der durchschnittlichen benötigten elektrischen Energie und der Anzahl der vorhandenen Parkplätze eine geeignete und situationsangepasste Auswahl von Ladeeinrichtungen genutzt werden kann.
-
Bei einer möglichen Ausgestaltung der Erfindung ist die Ladeeinrichtung dahingehend spurgebunden, dass diese über Magnetfelder, optische Felder etc. spurgebunden sind. Bei einer möglichen Weiterbildung der Erfindung ist die Spurvorrichtung als eine Schienenvorrichtung ausgebildet, wobei die Ladeeinrichtung in der Schienenvorrichtung spurgeführt ist. Die Spurführung bedeutet insbesondere eine formschlüssige und/oder mechanische Führung der Ladeeinrichtung in der Schienenvorrichtung, sodass die Ladeeinrichtung die Schienenvorrichtung, insbesondere die Spur der Schienenvorrichtung nicht verlassen kann.
-
Bei Weiterbildung ist es möglich, dass die Spur der Spurvorrichtung und/oder der Schienenvorrichtung Sackgassenabschnitte aufweist, welche jeweils einem Parkplatz zugeordnet sind, sodass die Spur nicht durch Ladeeinrichtungen verstopft wird, die gerade ein elektrisches Fahrzeug laden.
-
Bei einer möglichen konstruktiven Ausgestaltung der Erfindung weist die Schienenvorrichtung eine Mehrzahl von Schienenstücken auf, wobei die Schienenstücke zum Verbinden steckbar sind. Auf diese Weise kann die Schienenvorrichtung sehr einfach und flexibel aufgebaut werden.
-
Bei einer möglichen Ausgestaltung der Erfindung umfassen die Schienenstücke mindestens ein gerades Schienenstück, ein Kurvenschienenstück, ein T-Schienenstück oder ein Parkschienenstück.
-
Weitere Merkmale, Vorteile und Wirkungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung sowie der beigefügten Figuren. Diese zeigen:
- 1 eine schematische Draufsicht auf eine Versorgungsanordnung für elektrische Fahrzeuge als ein Ausführungsbeispiel der Erfindung;
- 2 ein Teilausschnitt aus der Versorgungsanordnung in der 1;
- 3 in einer schematischen dreidimensionalen Darstellung ein Schienenstück der Spurvorrichtung der vorhergehenden Figuren;
- 4 eine schematische Darstellung eines Baukastensystems für die Spurvorrichtung der vorhergehenden Figuren.
-
Die 1 zeigt in einer schematischen Draufsicht eine Versorgungsanordnung 1 für elektrische Fahrzeuge 2 als ein Ausführungsbeispiel der Erfindung. Die Versorgungsanordnung 1 ist auf einer Freifläche angeordnet und als ein Großparkplatz mit einer Mehrzahl von Reihen 3 ausgebildet, in denen Fahrzeuge auf Parkplätzen 4 abgestellt sind. Bei den Fahrzeugen kann es sich um die elektrischen Fahrzeuge 2 oder verbrennungsmotorische Fahrzeuge 5 handeln. Die elektrischen Fahrzeuge 2 und die verbrennungsmotorischen Fahrzeuge 5 sind wahlfrei auf den Parkplätzen 4 abgestellt. In jeder der Reihen 3 sind mehrere Parkplätze 4, also in diesem Beispiel sechs Parkplätze 4 angeordnet. Während der Großparkplatz in der 1 in Reihen 3 angeordnet ist, können bei anderen Ausführungsbeispielen die Parkplätze 4 in anderen geometrischen Anordnungen positioniert sein.
-
Die Versorgungsanordnung 1 weist eine Spurvorrichtung 6 auf, welche als eine Schienenvorrichtung mit einer oder mehreren Spuren 12 (3) ausgebildet ist. Die Spurvorrichtung 6 erstreckt sich in Längsbereichen zwischen den Reihen 3 und in Querbereichen senkrecht zu den Reihen 3, insbesondere so, dass jeder der Parkplätze 4 unmittelbar benachbart zu der Spurvorrichtung 6 angeordnet ist.
-
Die Versorgungsanordnung 1 weist eine Mehrzahl von Ladeeinrichtungen 7 auf, welche als mobile Ladeeinrichtungen ausgebildet sind und auf der Spurvorrichtung 6 verfahren werden können. Hierzu können die Ladeeinrichtungen 7 manuell verschoben werden oder diese weisen ein Antriebsmodul auf, sodass diese sich selbsttätig in der Spurvorrichtung 6 verfahren können. Die Ladeeinrichtungen 7 weisen jeweils einen Energiespeicher auf, sodass die Ladeeinrichtungen 7 die elektrischen Fahrzeuge 2 mit elektrischer Energie zum Aufladen versorgen können.
-
Die Versorgungsanordnung 1 weist ferner eine DockingStation 8 auf, welche ein Aufladen der Energiespeicher in den Ladeeinrichtungen 7 ermöglicht. Somit erlaubt es die Versorgungsanordnung 1, dass die Ladeeinrichtung 7 zunächst von der Dockingstation 8 mit elektrischer Energie „betankt“ werden, und nachfolgend über die Spurvorrichtung 6 zu einem beliebigen Parkplatz 4 gefahren werden, um ein beliebiges elektrisches Fahrzeug 2 mit elektrischer Energie aufzuladen. Es kann vorgesehen sein, dass mehr als eine Dockingstation 8 Teil der Versorgungsanordnung 1 ist oder dass die vorhandene Dockingstation 8 mehrere Aufladeplätze für die Ladeeinrichtung 7 bereitstellt.
-
Der Vorteil der vorgeschlagenen Versorgungsanordnung 1 ist, dass die Fahrzeuge wahlfrei auf dem Großparkplatz, insbesondere auf den Parkplätzen 4 abgestellt werden können, ohne Rücksicht auf die Zuordnung elektrischer Fahrzeuge 2, verbrennungsmotorische Fahrzeuge 5 nehmen zu müssen. Jeder der Parkplätze 4 ist durch die Ladeeinrichtung 7 erreichbar, sodass die elektrischen Fahrzeuge 2 auf einem beliebigen Parkplatz 4 aufgeladen werden können.
-
In der 2 ist eine Reihe 3 der Versorgungsanordnung 1 vergrößert dargestellt. Ferner ist eine weitere Dockingstation 8 dargestellt, welche über die Spurvorrichtung 6 angebunden ist. In der Darstellung ist zu erkennen, dass die elektrischen Fahrzeuge 2 unterschiedliche Ladelevel 9 aufweisen. Bei den verbrennungsmotorischen Fahrzeugen 5 ist dagegen kein Ladelevel angezeigt. Schematisch ist ein Weg 10 für eine der Ladeeinrichtungen 7 dargestellt, wobei diese ausgehend von der Docking-Station 8 über die Spurvorrichtung 6 zu einem der elektrischen Fahrzeuge 2 fährt, um dieses aufzuladen.
-
In der 3 ist eine schematische dreidimensionale Darstellung eines Schienenstücks 11 der Spurvorrichtung 6 dargestellt. Das Schienenstück 11 weist eine Spur 12 mit einer oder mehreren Fahr- und Steuerrillen 13 auf.
-
In der 4 sind schematisch vier verschiedene Schienenstücke 11 dargestellt. Das Schienenstück 11 ist als ein Verlängerungsschienenstück 14 ausgebildet, welches auf einer geraden Fläche die Spurvorrichtung 6 verlängert. Mit dem Verlängerungsschienenstück 14 ist eine beliebige Verlängerung der Spurvorrichtung 6 möglich.
-
Ein Endschienenstück 15 oder Parkstück 15 bildet die Verbindung zum elektrischen Fahrzeug 2. Auf diesem Endschienenstück 15 kann die Ladeeinrichtung 7 platziert werden. Zugleich ist es möglich, in der Spurvorrichtung 6 weitere Ladeeinrichtungen 7 an der geparkten Ladeeinrichtung 7 vorbeizuführen. Ein T-Schienenstück 16 wird genutzt, um kurze Abzweigungen von den Verlängerungsschienenstücken 14 zu realisieren. Hierbei wird das T-Schienenstück 16 mit dem Verlängerungsschienenstück 14 verbunden und ermöglicht so eine Ladeeinrichtung 7 abzuzweigen, sodass andere Ladeeinrichtungen 7 entlang der Verlängerungsschienenstücke 14 an dieser Ladeeinrichtung 7 vorbeifahren können. Dies wird unter anderem an den Parkplätzen 4 direkt eingesetzt. Eine zweite Anwendung ist an der Dockingstation 8.
-
Da Schienenstück 11 ist ein Kurvenschienenstück 17, welches beispielsweise eine Kurve von 90 Grad ermöglicht und mit den anderen Schienenstücken 11 verbindbar ist. Das Kurvenschienenstück 17 kann hierbei sowohl Linkskurven als auch Rechtskurven als auch beides ermöglichen.
-
Über die Versorgungsanordnung 1 wird ermöglicht, dass die Ladeinfrastruktur auf allen an der Spurvorrichtung 6 angeschlossenen Parkplätzen 4 verfügbar ist. Die Ladeeinrichtung 7 kann dann nach Bedarf an den jeweiligen Parkplatz 4 innerhalb der Spurvorrichtung 6 als Schienensystem verschoben werden. Damit ist es nicht mehr relevant, wo ein elektrisches Fahrzeug 2 parkt. Die Kennzeichnung der Parkplätze 4 entfällt außerdem. Eine wesentliche Reduzierung der notwendigen Ladeeinrichtungen 7 ist die Folge, verbunden mit einer deutlich höheren Flexibilität der Parkplatznutzung. Nutzer mit konventionellen verbrennungsmotorisch betriebenen Fahrzeugen 5 haben weiterhin freie Parkplatzauswahl und werden nicht diskriminiert. Hieraus ergeben sich wirtschaftliche Vorteile für den Betreiber der Ladeinfrastruktur aber auch die grundsätzliche Verfügbarkeit von Ladeeinrichtungen 7 für die Bevölkerung wird erheblich erhöht. Darüber hinaus kann die Ladeinfrastruktur durch ihren Baukastencharakter ergänzt und abgebaut werden. Dies ermöglicht eine Nutzung auch auf nur temporär genutzten Parkplatzanlagen. Über die Spurvorrichtung 6 als Schienensystem sind die Parkplätze 4 miteinander verbunden. Das Schienensystem hat sowohl eine Verbindung zu einzelnen Reihen als auch Spalten der Parkplätze 4. Die Ladeeinrichtungen 7 selbst sind innerhalb des Schienensystems beweglich, können jedoch nicht aus dem Schienensystem heraus entfernt werden. In einem Schienensystem können mehrere Ladeeinrichtungen 7 enthalten sein. In einer einfachen Ausprägung ist es denkbar die Ladeeinrichtungen 7 über einen Griff per Hand zu bewegen. Für stärker frequentierte und größere Parkplätze ist auch eine autonome Bewegung der Ladeeinrichtungen 7 denkbar. Die Ladeeinrichtungen 7 können beispielsweise über ein zentral angeordnetes Display oder eine App zu dem Parkplatz 4 gerufen werden und sich dann selbständig dorthin bewegen. Die Ladeeinrichtungen 7 selbst kann als konventionelle Ladestation ausgelegt werden. In diesem Fall ist es notwendig elektrische Leistung über Kabel entlang oder innerhalb des Schienensystems zu verlegen. An dem für den Ladevorgang genutzten Parkplatz 4 muss dann die Verbindung zwischen der Ladeeinrichtung 7 und dem Stromnetz hergestellt werden. In diesem Fall ist eine autonome / eigenständige Bewegung der Ladestation bei manchen Ausführungsformen nicht möglich. Allerdings bietet dies den Vorteil, dass die Kabel in den Schienen integriert werden können und damit beim Verlegen der Kabel keine Bodenarbeiten notwendig sind. Ist die Ladeeinrichtung 7 so ausgelegt, dass sie außerdem eine Batterie als Energiespeicher enthält, ist es nicht notwendig Kabel entlang des Schienensystems zu verlegen. Dies reduziert die Kosten des Schienensystems. Darüber hinaus könnte über ein Antriebsmodul eine autonome und eigenständige Bewegung der Ladeeinrichtungen 7 entlang des Schienensystems erfolgen. In diesem Fall ist allerdings in dem Schienensystem eine Dockingstation 8 vorzusehen, in der die in der Ladeeinrichtung 7 enthaltene Batterie wieder aufgeladen werden kann. Um die Ladeeinrichtungen 7 innerhalb des Schienensystems zu bewegen, verfügt das Schienensystem über ein oder mehrere Fahr- und Steuerrillen 13 (3) Das Schienensystem selbst ist modular aufgebaut. Dies bedeutet, dass das Schienensystem bei Erweiterungen oder Umbauten des Parkplatzes mitentwickelt werden kann. Auch für temporäre Nutzung von Parkplätzen ergibt sich heraus ein Vorteil.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Versorgungsanordnung
- 2
- Fahrzeug
- 3
- Reihen
- 4
- Parkplätze
- 5
- Fahrzeuge
- 6
- Spurvorrichtung
- 7
- Ladeeinrichtungen
- 8
- Docking-Station
- 9
- Ladelevel
- 10
- Weg
- 11
- Schienenstück
- 12
- Spur
- 13
- Fahr- und Steuerrillen
- 14
- Verlängerungsschienenstück
- 15
- Parkschienenstück
- 16
- T-Schienenstück
- 17
- Kurvenschienenstück
