DE102017116070A1 - Heimschnellladesystem für ein elektrofahrzeug - Google Patents

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Peter T. Karlson
David S. Maxwell
Rick W. Szymcyk
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Abstract

Ein System für eine Schnellladung eines Elektrofahrzeugs umfasst einen Netzstecker, ein Ladegerät, eine stationäre Batterie, einen DC/DC-Wandler, mindestens einen DC-Schnellladeanschluss und eine Steuereinheit. Der Netzstecker kann ein Stecker sein, der operativ konfiguriert ist, um mit einer 120 V Standard-Stromquelle oder einer 240 V Stromquelle in Eingriff zu kommen. Das Ladegerät kann ein unidirektionales Ladegerät oder ein bidirektionales Ladegerät sein. Der DC-Schnellladeanschluss ist so angepasst, um entfernbar an einem Elektrofahrzeug angebracht zu sein. Die Steuereinheit steht mit mindestens zwei der Ladegeräte, dem DC/DC-Wandler, der stationären Batterie und dem DC-Schnellladeanschluss in Verbindung, um eine Schnellladung an ein Elektrofahrzeug vorzusehen.

Description

  • TECHNISCHES GEBIET
  • Die vorliegende Offenbarung betrifft Ladestationen für Elektrofahrzeuge, insbesondere Ladestationssysteme und -verfahren, insbesondere für die Nachrüstung in Wohnungen oder für andere Orte mit vorhandener Verkabelung.
  • HINTERGRUND
  • Elektrofahrzeuge (EV nach Electric Vehicle) und Plug-in-Hybridelektrofahrzeuge (PHEV nach Plug in Hybrid Electric Vehicles) umfassen eine Batteriebank und ein Bordladegerät, das Haushaltswechselstrom (AC) bei der erforderlichen Spannung in Gleichstrom (DC) zum Aufladen der Batterien umwandelt.
  • Aufgrund der begrenzten Laufleistung von Elektrofahrzeugen, bevorzugen die Besitzer in der Regel das Aufladen zu Hause, während die Energie aus dem Netz über eine an eine Wand montierte Ladestation in ihren Garagen oder Parkplätzen bezogen wird. Die Aufladung erfolgt in der Regel über Nacht, um jeden Tag die volle Laufleistung zu liefern. Normalerweise umfassen Ladestationen eine flexible Kabel- und Dockingstation für den zugeordneten Ladeanschluss sowie verschiedene Kontroll- und Sicherheitskomponenten.
  • In den Vereinigten Staaten liefern die meisten Wandsteckdosen 120-Volt-Leistung über einen Leistungsschalter in der elektrischen Haushaltsschalttafel. Die meisten Häuser haben auch 240V-Steckdosen, die sich in der Küche oder Waschküche befinden, die eine Stromversorgung für Herde, Waschmaschine/ Trockner und Klimaanlagen liefern. Bis zur Einführung von Elektrofahrzeugen wurden vorwiegend Garagensteckdosen eingesetzt, um Elektrowerkzeuge, Garagentoröffner, Beleuchtung usw. zu bedienen.
  • Die Kapazität der Batteriebank in einem Elektrofahrzeug kann normalerweise 20 bis 50 kWh betragen, und wenn sie vollständig entladen ist, benötigt die Batteriebank eine Ladezeit von 10 bis 20 Stunden, wenn sie von einer 120V-Steckdose mit Strom versorgt wird. Diese Zeitspanne wird in der Regel von EV-Besitzern als zu lang empfunden, und aus diesem Grund benötigen die meisten EV-Wohnladestationen eine zugeordnete 240-Volt-Steckdose, die eine maximale Leistung von 3600 oder 4800 VA ermöglicht, während sie nach wie vor 15 bzw. 20 Ampere bezieht. Somit ist der Grund für eine 240V-Steckdose im Vergleich zu einer 120V-Steckdose das Reduzieren von überhöhten Ladezeiten, die oben teilweise erwähnt wurden.
  • Eine Möglichkeit, die zusätzlichen Kosten für eine neue 240-Volt-Steckdose zu sparen, besteht darin, die ursprüngliche 120V-Schaltung auf 240V umzubauen. Der Umbau kann ohne zusätzlichen Drahtzug durch den Austausch des einzelnen Leistungsschalters im Schaltschrank mit einem doppelten Leistungsschalter kostengünstig durchgeführt werden, wodurch der ehemalige Neutralleiter im Schaltkreis zu einem Heißdraht umgebaut wird. Eine negative Auswirkung des Umbaus ist jedoch der Verlust der 120-Volt-Steckdosen im Garagenbereich, die von der ehemaligen 120-Volt-Schaltung bedient wurden.
  • Die Verdrahtung muss an ein Haus angepasst werden, welches die Verdrahtung des Schaltschranks im Haus beinhaltet und bei einer Größenordnung von US-$ 1000 bis US-$ 2000 (ca. 900 € bis 1700 €) weit über den Kosten der Ladestation selbst liegt. Darüber hinaus erfordern typische Heimladesysteme eine beträchtliche Zeitspanne (wie etwa 20 Stunden) für einen Benutzer, um ein Fahrzeug aufzuladen.
  • Obwohl mehrere US-Patente des Standes der Technik und veröffentlichte Patentanmeldungen, einschließlich US-Pat. Nr. 8,072,184 und 8,013,570 und US-Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. 2011/0174875 und 2011/0140656, Ladestationen für elektrische Fahrzeuge mit, in einigen Ausführungsformen, Ladekabel oder Steckdosen zum Laden bei 240V und auch Ladekabel oder Steckdosen zum Laden bei 120V aufweisen, erfordern die offenbarten Ladestationen von einem Benutzer mehrere Stunden (wie 20 Stunden) zu investieren, um das Laden eines Elektrofahrzeugs am Heimladesystem zu ermöglichen.
  • Selbstverständlich sind konventionelle Verfahren für einen Heimanwender ziemlich umständlich. Dementsprechend besteht eine Notwendigkeit, den Heimanwendern eine Möglichkeit bereitzustellen, ihr Elektrofahrzeug zu Hause schnell zu laden.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Dementsprechend ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein System und ein Verfahren für einen Heimanwender vorzusehen, um ihr Elektrofahrzeug zu Hause schnell mit einem System zu laden, das einfach zu Hause einfach anzuwenden ist.
  • Ein System für eine Schnellladung eines Elektrofahrzeugs umfasst einen Netzstecker, ein Ladegerät, eine stationäre Batterie, einen DC/DC-Wandler, mindestens einen DC-Schnellladeanschluss und eine Steuereinheit. Der Netzstecker kann betriebsmäßig so konfiguriert sein, um in elektrischer Verbindung mit mindestens einer 120 V Standard-Stromquelle oder einer 240 V Stromquelle zu stehen. Das Ladegerät kann ein unidirektionales Ladegerät oder ein bidirektionales Ladegerät sein. Der DC-Schnellladeanschluss ist so angepasst, um entfernbar an einem Elektrofahrzeug angebracht zu sein. Die Steuereinheit steht mit mindestens zwei der Ladegeräte, dem DC/DC-Wandler, der stationären Batterie und dem DC-Schnellladeanschluss in Verbindung, um eine Schnellladung an ein Elektrofahrzeug vorzusehen.
  • Die Offenbarung und ihre besonderen Eigenschaften und Vorteile ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung anhand der beigefügten Zeichnungen.
  • KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1 ist ein schematisches Diagramm des Schnellladessystems für zu Hause der vorliegenden Offenbarung.
  • 2 ist ein Flussdiagramm, das die Schritte des Verfahrens der Schnellladung eines Fahrzeugs gemäß verschiedenen Ausführungsformen dieser Offenbarung veranschaulicht.
  • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
  • Im Allgemeinen bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein Heimschnellladesystem 10 für ein Elektrofahrzeug 36. Elektrofahrzeuge 36 sind für Verbraucher ansprechend, da die Energiespeicherkapazität der Fahrzeugbatterien jeden Tag zunimmt. Mit der Einführung von Lithium-Ionen-Batterien hat sich die Elektrofahrzeugindustrie verbessert. Darüber hinaus können die Kraftstoffkosten höher als die Stromkosten sein, die erforderlich sind, um die gleiche Strecke zu fahren, und Elektrofahrzeuge haben im Vergleich zu Benzinfahrzeugen sehr niedrige Abgasemissionen.
  • Die vorliegende Offenbarung sieht ein System 10 und Verfahren für eine die Schnellladung eines Elektrofahrzeugs 36 vor. Unter Bezugnahme auf 1 können verschiedene Ausführungsformen des Systems 10 der vorliegenden Offenbarung an einer mit Strom versorgten Stelle implementiert werden, einschließlich, aber nicht beschränkt auf einen Wohnsitz, bei dem es schwierig oder zu kostspielig sein kann, ein elektrisches Fahrzeug 36 zum Schnellladen zu implementieren. In einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung kann das System 10 einen Netzstecker 14, ein Ladegerät 16, eine stationäre Batterie 18, einen DC/DC-Wandler 22, mindestens einen DC-Schnellladeanschluss und eine Steuereinheit 20 beinhalten. Wie angedeutet, kann das vorstehend erwähnte Schnellladesystem 10 leicht an einem Wohnsitz installiert werden, während einem Benutzer die Möglichkeit zum Schnellladen eines Elektrofahrzeugs 36 bereitgestellt wird. Die stationäre Batterie 18 kann als eine Einheit zum Speichern der Energie dienen, wie hierin erläutert.
  • Wie in 1 dargestellt, sieht die vorliegende Offenbarung ein Schnellladesystem 10 vor, das entweder ein unidirektionales oder bidirektionales Ladegerät 16 implementieren kann. Für den Fall, dass ein bidirektionales Ladegerät 16 verwendet wird, kann das System 10 der vorliegenden Offenbarung gespeicherte Energie von der stationären Batterie 18 zurück zum Stromnetz 29 des/ der Gebäudes/ Wohnung im Falle eines Stromausfalls oder wenn benötigt liefern. Wie angedeutet, kann die stationäre Batterie 18 eine umgebaute Fahrzeugbatterie anstelle einer neuen Batterie sein, die somit als erneuerbare Energiequelle dient, auch nachdem die Batterie vom Fahrzeug entfernt wurde. Das bidirektionale Ladegerät 16 kann die stationäre Batterie 18 während der Zeiten bei niedrigem Leistungsbedarf aufladen, und die stationäre Batterie 18 kann dann später als Energiequelle für das Gebäude (oder den Wohnsitz) bei höheren Leistungsanforderungen verwendet werden.
  • Der in dem Schnellladesystem 10 implementierte Netzstecker 14 kann ein Stecker sein, der konfigurativ angepasst ist, um entweder in eine 120V-Steckdose oder eine 240V-Steckdose passen zu können. Der Netzstecker 14 (wenn er in eine Steckdose eingesteckt ist) steht in elektrischer Verbindung mit dem Stromnetz 29 oder der Stromquelle 28 des Gebäudes. Wohnhäuser und andere ähnliche Gebäudestrukturen haben im Allgemeinen mehrere 120-Volt-Steckdosen und ein paar 240-Volt-Steckdosen, an denen die Energie in Form eines Wechselstroms (AC) vorliegt. Dieser Netzstecker 14 für die 120V- oder 240V-Steckdose wird dementsprechend als Teil des Systems 10 der vorliegenden Offenbarung verwendet. Der Netzstecker 14 steht in elektrischer Verbindung mit einem Ladegerät 16, das ein unidirektionales Ladegerät oder ein bidirektionales Ladegerät sein kann.
  • Das bidirektionale Ladegerät 16 beinhaltet eine Mehrzweckschaltung 17, die 3 Vorgänge durchführen kann und zwar: 1) AC-DC-Umwandlung 2) DC-DC-Umwandlung und 3) DC-AC-Umwandlung. Die DC/DC-Wandlerfunktion der Mehrzweckschaltung 17 in dem bidirektionalen Ladegerät dient dazu, die Energie von einer höheren Spannungsleistung wiederherzustellen, wie etwa, aber nicht beschränkt auf 340V–400V auf eine Standardspannungsleistung, wie etwa 120 V oder 240 V, abhängig von der Steckdose des Gebäudes. Wenn zum Beispiel die Energieversorgung des Gebäudes zurück an das Stromnetz 29 von der Basisbatterie 18 geführt wird, kann jede höhere Leistungsspannung, wie etwa eine Spannung bei 340V–400V, auf eine 120V- oder 240V-Leistung abgesenkt werden, da die meisten Gebäude-/Heimsteckdosen 120V-Steckdosen und einige 240V-Steckdosen aufweisen. Die DC/DC-Wandlerfunktion der Mehrzweckschaltung 17 dient auch dazu, 120V-Leistung, die von einer 120V-Steckdose über das Stromnetz 29 (über den Netzstecker 14) empfangen wird, hochzuschalten, sodass sich die Spannung auf einen Pegel für die anfängliche Speicherung an der stationären Batterie 18 erhöht. Ein nicht einschränkendes Beispiel einer erhöhten Spannung für die anfängliche Speicherung auf der stationären Batterie 18 kann, muss aber nicht notwendigerweise in einem Bereich von 340 V–400V liegen.
  • Wie in 1 dargestellt, kann die AC-DC- und DC-DC-Umwandlung durch das Ladegerät 16 durch Steuersignale 30 gesteuert werden, die von der Steuereinheit 20 erzeugt werden. Es versteht sich, dass der Fahrzeugbenutzer mit dem System 10 der vorliegenden Offenbarung über eine Benutzeroberfläche (nicht dargestellt) in Verbindung steht, die mit der Steuereinheit 20 in Verbindung steht. Die Steuersignale 30 bewirken, dass die notwendigen Schaltvorgänge für die Umwandlungen am Ladegerät 16 stattfinden. Die Schalter 35 werden entsprechend den Steuersignalen 30 von der Steuereinheit 20 aktiviert. Wie bereits erwähnt, führt die DC-DC-Umwandlung in der Vorwärtsrichtung den Buck-Vorgang aus und in der umgekehrten Richtung einen Boost-Vorgang. Daher kann dieses Ladegerät 16 die Gleichspannung regeln.
  • Das schematische Diagramm von 1 veranschaulicht, wie sich die Spannung in dem Schnellladesystem 10 der vorliegenden Offenbarung ändern kann. Die höhere Spannungsleistung 34 kann, muss aber nicht notwendigerweise im Bereich von 340V bis 400V (DC) liegen, während die Standardspannungsleistung 32 im Bereich von 120V–240V (AC) liegen kann, aber nicht notwendigerweise muss. Der DC/DC-Wandler 22 kann dazu dienen, 120V-Leistung, die von einer 120 V-Steckdose (oder 240 V Leistung von einem 120 V-Auslass) auf dem Stromnetz 29 (über den Stromversorgungsstecker 14) empfangen wird, hochzuschalten, sodass sich die Standardspannungsleistung 32 zu einem nicht beschränkenden Beispielbereich von 340V–400V (DC) oder durch das Elektrofahrzeug 36 nach Bedarf erhöht. Neben dem Hochschalten der Standardspannungsleistung kann der DC/DC-Wandler 22 ein Hochleistungswandler sein, der bei Bedarf die höhere Spannungsleistung 34 herunterschalten kann.
  • Die stationäre Batterie 18 kann eine neue Batterie oder eine umgebaute Fahrzeugbatterie sein, wodurch Abfall verringert wird. Die stationäre Batterie 18 kann, muss aber nicht notwendigerweise zusammen mit mindestens dem Ladegerät 16 und dem DC/DC-Wandler 22 in einer Wohneinheit 12 enthalten sein. Der DC/DC-Wandler 22 kann ein Hochleistungswandler sein, der so konfiguriert ist, um die Eingangsspannung nach oben oder nach unten zu schalten, sodass er durch eine der folgenden verwendet werden kann: Fahrzeugbatterie 26, stationäre Batterie 18 oder Gebäudenetz 29. Darüber hinaus ermöglicht die effiziente Beschaffenheit des DC/DC-Wandlers 22 zusammen mit der gespeicherten Energie in der stationären Batterie 18 dem System, eine Fahrzeugbatterie 26 am Haus eines Benutzers schnell aufzuladen.
  • Unter Bezugnahme auf die Steuereinheit 20 (auch als Ladesteuerung bezeichnet) in 1 versteht es sich, dass ein Benutzer mit dem System 10 der vorliegenden Offenbarung über eine Benutzeroberfläche (nicht dargestellt) kommunizieren kann. Die Steuereinheit 20 ist betriebsmäßig so konfiguriert, um Steuersignale 30, wie dargestellt, an die eine oder mehrere der folgenden Komponenten zu senden: das Ladegerät 16, den DC/DC-Wandler 22 sowie den Ladeanschluss 24 für das System 10, um reibungslos zu funktionieren. Diese Steuersignale 30 können folgende Befehle beinhalten, sind aber nicht auf diese beschränkt: (1) das Übertragen der Energie vom stationären Batterie-Pack zurück zum Stromnetz 29 oder zur Stromquelle 28; (2) das Übertragen der Energie vom Stromnetz 29 zum Ladegerät 16 und dem Wandler, sodass die Leistung an den Ladeanschluss 24 zur Verwendung durch ein Elektrofahrzeug übertragen werden kann; (3) das Übertragen der Energie vom Stromnetz 29 oder von der Energiequelle 28 zur stationären Batterie zur Speicherung; (4) das Übertragen der Leistung von der stationären Batterie, sodass die Energie an den Ladeanschluss 24 zur Verwendung durch ein Elektrofahrzeug übertragen werden kann.
  • Es versteht sich, dass das System der vorliegenden Offenbarung lediglich einen Benutzer erfordert, um sich nur dann mit dem DC-Ladeanschluss zu verbinden, selbst wenn das System mit einer Rate geladen wird, die normalerweise mit der AC-Ladung in Verbindung steht. Es versteht sich, dass jeder der Vielzahl von DC-Schnellladestandardanschlüssen, die auf dem Markt verfügbar sind, mit dem System der vorliegenden Offenbarung verwendet werden kann.
  • Unter erneuter Bezugnahme auf das spezifische, nicht beschränkende Ausführungsbeispiel, in 1 dargestellt, kann das Schnellladestationssystem 10 der vorliegenden Erfindung ein Wand- oder Sockel-montiertes System sein. Das Schnellladesystem kann mit einer 240V-AC-Schaltung (über eine 240V-Steckdose) entweder über eine feste Verdrahtung oder über einen Netzstecker 14 mit einem entsprechenden 240V-Netzstecker 14 verbunden werden. Alternativ kann die Ladestation mit einem 120V-AC-Schaltung entweder durch feste Verdrahtung oder über ein Netzkabel 2 mit einem entsprechenden 120V-Netzstecker 12 verbunden werden.
  • Es versteht sich, dass der Netzstecker 14, das Ladegerät 16, die stationäre Batterie 18, der DC/DC-Wandler 22, die Steuereinheit 20 und mindestens einen DC-Schnellladeanschluss ein System 10 bilden können, das in einem Wohnsitz ohne die Hilfe eines Elektrikers installiert werden kann. In Bezug auf den DC-Schnellladeanschluss 24 verbindet der DC-Schnellladeanschluss 24 das Schnellladesystem 10 mit dem Elektrofahrzeug und überträgt die Gleichstromleistung an das Elektrofahrzeug 36 über DC-Pins 25, die in dem DC-Schnellladeanschluss 24 enthalten sind. Die Steuerpins 27 übertragen Steuersignale 30 an das Fahrzeug 26. Dementsprechend kann der DC-Schnellladeanschluss 24 entfernbar mit dem Elektrofahrzeug 36 verbunden sein, um Energie von mindestens einer der stationären Batterien 18 und dem Stromnetz 29 an die Fahrzeugbatterie 26 zu übertragen.
  • Unter Bezugnahme nun auf 2 ist ein Flussdiagramm dargestellt, das ein Verfahren zum Schnellladen eines Elektrofahrzeugs mit dem vorgenannten System 10 darstellt. Das Verfahren beinhaltet die Schritte des Umwandelns 40 von Energie von einem Stromnetz an einem Ladegerät zu einer höheren Spannungsleistung 34; das Übertragen 42 von der höheren Spannungsleistung 34 vom Ladegerät zu einer stationären Batterie 18 zur ersten Speicherung; das Übertragen 44 von Hochspannungsleistung von der stationären Batterie zu einem DC/DC-Wandler und dann zu einer Fahrzeugbatterie, bis die stationäre Batterieleistung im Wesentlichen verbraucht ist; das Beziehen 46 einer Standardleistung aus einem Stromnetz an einen Netzstecker; das Umwandeln 48 einer Standardleistung an einem Ladegerät auf eine höhere Spannungsleistung; das Übertragen 50 von der höheren Spannungsleistung zu einem DC/DC-Wandler und dann zu einer Fahrzeugbatterie über einen DC-Schnellladeanschluss 24.
  • Es versteht sich, dass die Schritte des Sendens oder Übertragens von Leistung zu der Fahrzeugbatterie 26 den Schritt des entfernbaren Befestigens eines DC-Schnellladeanschlusses 24 an einen Anschluss am Elektrofahrzeug beinhaltet. Der DC-Schnellladeanschluss 24 weist DC-Pins als Teil des Anschlusses auf und kann ebenso AC-Pins enthalten.
  • In Bezug auf die Umwandlung der Energie 40 von einem Stromnetz an einem Ladegerät zu einer höheren Spannungsleistung, wird die Standardspannungsleistung (gezeigt als 32 in 1) von einem Stromnetz 29 oder einer Stromquelle 28 über den Netzstecker 14 bezogen. Diese Energie kann aus dem Netz außerhalb der Stoßzeiten bezogen werden. Die Standardspannungsleistung 32 wird am Ladegerät 16 in eine höhere Spannungsleistung 34 umgewandelt. Wie angedeutet, kann diese höhere Spannungsleistung 34 anfänglich in der stationären Batterie 18 für eine spätere Verwendung gespeichert werden. Wenn ein Benutzer bereit ist, das Elektrofahrzeug 26 aufzuladen, schließt das Steuersignal 30 von der Steuereinheit 20 die Schalter 35 für die stationäre Batterie 18 und den DC/DC-Wandler 22, sodass die Hochspannungsleistung 34 von der stationären Batterie 18 an den DC/DC-Wandler 22 gesendet werden kann und dann zu einer Fahrzeugbatterie über die Steuerpins 25 des DC-Schnellladeanschlusses 24, bis die stationäre Batterieleistung 18 im Wesentlichen verbraucht ist. Um das Laden der Fahrzeugbatterie 26 zu beenden, signalisiert die Steuereinheit 20 dem System 10, die Standardspannungsleistung 32 von einem Netz 29 über einen Netzstecker 14 zu beziehen. Diese Standardspannungsleistung 32 kann in eine höhere Spannungsleistung 34 am Ladegerät 16 und am DC/DC-Wandler 22 zur Verwendung in einer Fahrzeugbatterie 26 über die DC-Pins des DC-Schnellladeanschluss 24 umgewandelt werden, sodass ein Benutzer schnell eine entladene Fahrzeugbatterie 26 aufladen kann, sodass die Fahrzeugbatterie 26 vollständig geladen ist. Diese Zeit zum Laden der Fahrzeugbatterie 26 kann von der relativen Kapazität der stationären Batterie 18 und der Fahrzeugbatterie 26 abhängen. Es versteht sich, dass die vorliegende Offenbarung ein flexibles System in Betracht zieht, in dem die Kapazität der stationären Batteriekapazität anhand der physikalischen Größenbeschränkungen, der Kosten und der gewünschten Menge an Schnellladung bemessen wird.
  • Dementsprechend kann das System der vorliegenden Offenbarung ermöglichen, dass X kWh Energie in die Fahrzeugbatterie sehr schnell (wobei X kWh die Kapazität der stationären Batterie 18 ist) von der stationären Batterie 18 geladen wird und der Rest (falls vorhanden) der Energie zum vollständigen Laden der Fahrzeugbatterie 26 mit einer Rate für Haushalte auf die Fahrzeugbatterie übertragen wird. Dementsprechend versteht es sich, dass die stationäre Batterie 18 die gleiche Größe wie die Fahrzeugbatterie 26 aufweist, sodass die Fahrzeugbatterie 26 schnell von der stationären Batterie 18 aufgeladen werden könnte.
  • Wie oben erörtert, ist das System (oder die Ladestation) 10 der vorliegenden Erfindung insbesondere, aber nicht notwendigerweise, zur Verwendung in Verbindung mit einem Wohnsitz geeignet, um es einem Benutzer zu ermöglichen, sein Elektrofahrzeug 36 zu Hause zu laden, da die vorliegende Offenbarung eine 120V- oder eine 240V-Leistungsschaltung aufnehmen kann und die Fähigkeit hat, „reichliche Spannung“ an ein Elektrofahrzeug 36 aus dem Netz 29 und/oder der stationären Batterie 18 zuzuführen. Ein nicht einschränkendes Beispiel für „reichliche Spannung“ kann bei 340V bis 400V (DC) liegen.
  • Während mindestens eine exemplarische Ausführungsform in der vorstehenden ausführlichen Beschreibung dargestellt wurde, versteht es sich, dass es eine große Anzahl an Varianten gibt. Es versteht sich weiterhin, dass die exemplarische Ausführungsform oder die exemplarischen Ausführungsformen lediglich Beispiele sind und den Umfang, die Anwendbarkeit oder die Konfiguration dieser Offenbarung in keiner Weise einschränken sollen. Die vorstehende ausführliche Beschreibung stellt Fachleuten auf dem Gebiet vielmehr einen zweckmäßigen Plan zur Implementierung der exemplarischen Ausführungsform oder von exemplarischen Ausführungsformen zur Verfügung. Es versteht sich, dass verschiedene Veränderungen an der Funktion und der Anordnung von Elementen vorgenommen werden können, ohne vom Umfang der Offenbarung, wie er in den beigefügten Ansprüchen und deren rechtlichen Entsprechungen aufgeführt ist, abzuweichen.
  • 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 Patentliteratur
    • US 8072184 [0008]
    • US 8013570 [0008]

Claims (10)

  1. System für schnelles Laden eines Elektrofahrzeugs, umfassend: einen Netzstecker; ein Ladegerät, das ein unidirektionales Ladegerät oder ein bidirektionales Ladegerät ist; eine stationäre Batterie; einen DC/DC-Wandler; mindestens einen DC-Schnellladeanschluss, der angepasst ist, um entfernbar an einem Elektrofahrzeug angebracht zu sein; und eine Steuereinheit in Verbindung mit dem Ladegerät, dem DC/DC-Wandler, der stationären Batterie und dem DC-Schnellladeanschluss.
  2. System nach Anspruch 1, worin der Netzstecker so konfiguriert ist, um in elektrischer Verbindung mit einer 240 V Stromquelle oder einer 120 V Stromquelle zu stehen.
  3. System nach Anspruch 1, worin die stationäre Batterie so operativ konfiguriert ist, um nach Empfang eines Steuersignals von der Steuereinheit Strom an ein Netz zurückzugeben.
  4. System nach Anspruch 1, worin das bidirektionale Ladegerät so operativ konfiguriert ist, um Energiemanagement und Backup-Dienste für das Haus über die in der stationären Batterie gespeicherte Energie vorzusehen.
  5. System nach Anspruch 1, worin der Netzstecker, das Ladegerät, die stationäre Batterie, der DC/DC-Wandler, die Steuereinheit und mindestens ein DC-Schnellladeanschluss ein komplettes System bilden, das an einem Wohnsitz installiert werden kann.
  6. System nach Anspruch 1, worin der mindestens eine DC-Schnellladeanschluss das Fahrzeug entfernbar mit mindestens einer der Steuereinheiten oder dem DC/DC-Wandler verbindet.
  7. System nach Anspruch 1, worin der mindestens eine DC-Schnellladeanschluss mindestens einen der Vielzahl von DC-Pins oder der Vielzahl von Steuerpins beinhaltet.
  8. System nach Anspruch 1, worin die stationäre Batterie eine wiederaufladbare Batterie ist.
  9. System nach Anspruch 2, worin der Netzstecker in elektrischer Verbindung mit einem Ladegerät steht.
  10. System nach Anspruch 1, worin der mindestens eine DC-Schnellladeanschluss Energie auf das Fahrzeug von mindestens einer der stationären Batterien und dem Ladegerät überträgt.
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