DE102017123357A1

DE102017123357A1 - Verfahren, Ladestecker und System zum Laden eines Elektrofahrzeugs

Info

Publication number: DE102017123357A1
Application number: DE102017123357.1A
Authority: DE
Inventors: Dirk Moseke; Frederik Effenberger
Original assignee: Phoenix Contact eMobility GmbH
Current assignee: Phoenix Contact eMobility GmbH
Priority date: 2017-10-09
Filing date: 2017-10-09
Publication date: 2019-04-11

Abstract

Verfahren zum Laden eines Elektrofahrzeugs, mit den Verfahrensschritten:
- Verbinden einer Batterie (14) des Elektrofahrzeugs (4) mit einer Ladestation (16) und Starten des Ladevorgangs;
- Überwachen eines Bereichs (8) einer Umgebung (U) des Elektrofahrzeugs (4) mit einem Näherungssensor (6) während eines Ladevorgangs;
- Visualisieren zumindest eines Teils (18, U1) des überwachten Bereichs (8) mithilfe einer Lichtquelle (10).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren, einen Ladestecker und ein System zum Laden eines Elektrofahrzeugs.
Um die Ladezeiten von Elektrofahrzeugen zu verkürzen, werden die übertragenen Ladeleistungen immer weiter erhöht. Hierbei werden Ströme von bis zu 500 Ampere übertragen und Ladeleistungen von bis zu 350 kW erreicht.
Um die Sicherheit für den Menschen zu gewährleisten, gibt es bereits enge gesetzliche Vorgaben für die hierbei eingesetzten Ladestecker und Ladesysteme. Trotz der bereits etablierten Standards besteht das Risiko eines unbedachten oder fahrlässigen Benutzereingriffs während des Ladevorgangs, da die durch die hohen Ladeleistungen bestehende Gefahr für den Menschen im Alltagsgebrauch nicht unmittelbar erkennbar ist.
Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die technische Problemstellung zugrunde, ein Verfahren, einen Ladestecker und ein System zum Laden eines Elektrofahrzeugs anzugeben, welche ein erhöhte Sicherheit für den Menschen und ein zuverlässiges Laden eines Elektrofahrzeugs ermöglichen.
Die voranstehend beschriebene, technische Problemstellung wird gelöst durch eine Verfahren nach Anspruch 1, einen Ladestecker nach Anspruch 7 und ein System nach Anspruch 10. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen und der nachstehenden Beschreibung.
Gemäß einem ersten Aspekt betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Laden eines Elektrofahrzeugs, mit den Verfahrensschritten:

- Verbinden einer Batterie des Fahrzeugs mit einer Ladestation und Starten des Ladevorgangs;
- Überwachen eines Bereichs einer Umgebung des Elektrofahrzeugs mit einem Näherungssensor während eines Ladevorgangs;
- Visualisieren zumindest eines Teils des überwachten Bereichs mithilfe einer Lichtquelle.

Durch das Überwachen eines Bereichs einer Umgebung des Elektrofahrzeugs kann erkannt werden, ob sich ein Mensch oder ein Tier dem Elektrofahrzeug nähert. Sollte ein Mensch oder ein Tier in den überwachten Bereich eindringen, kann ein Ladeleistung reduziert oder der Ladevorgang unterbrochen werden. Es kann daher folgender Verfahrensschritt vorgesehen sein:

- Reduzieren einer Ladeleistung oder Unterbrechen des Ladevorgangs, sofern der Näherungssensor eine Person oder ein Tier in dem überwachten Bereich detektiert.

Um ein Eindringen insbesondere eines Menschen in den überwachten Bereich zu vermeiden, wird zumindest ein Teil des überwachten Bereichs mithilfe einer Lichtquelle visualisiert. So kann vermieden werden, dass eine Person ungewollt in den überwachten Bereich eindringt, in dem der überwachte Bereich für eine Person sichtbar kenntlich gemacht wird.
Es kann vorgesehen sein, dass das Visualisieren des überwachten Bereichs mithilfe der Lichtquelle den folgenden Verfahrensschritt aufweist:

- flächige Beleuchtung einer Außenwandung des Elektrofahrzeugs und/oder einer an eine Stellfläche des Elektrofahrzeugs angrenzenden Umgebung.

Die beleuchtete Fläche deutet demnach die Ausdehnung eines durch den Näherungssensor überwachten Volumens an, so dass eine Person erkennen kann, dass z.B. ein Betreten der beleuchteten Fläche den Ladevorgang verlangsamt oder ggf. vollständig unterbricht.
Es kann vorgesehen sein, dass das Visualisieren des überwachten Bereichs mithilfe der Lichtquelle den folgenden Verfahrensschritt aufweist:

- Projektion eines linienförmigen Begrenzungsrahmens auf eine Außenwandung des Elektrofahrzeugs und/oder auf eine an eine Stellfläche des Elektrofahrzeugs angrenzende Umgebung.

Der Begrenzungsrahmen deutet demnach die Ausdehnung eines durch den Näherungssensor überwachten Volumens an, so dass eine Person erkennen kann, dass z.B. ein Überschreiten der Linie den Ladevorgang verlangsamt oder ggf. vollständig unterbricht.
Nach einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens ist vorgesehen, dass das Visualisieren des überwachten Bereichs mithilfe der Lichtquelle wenigstens eine der folgenden Verfahrensschritte aufweist:

- Verwendung einer Laserdiode oder mehrerer Laserdioden als Lichtquelle und/oder
- Verwendung einer Leuchtdiode oder mehrerer Leuchtdioden als Lichtquelle.

So können energieeffiziente, leuchtstarke Leuchtmittel eingesetzt werden, um den überwachten Bereich anzuzeigen.
Es kann vorgesehen sein, dass eines oder mehrere Leuchtmittel grünfarbiges Licht emittieren, solange der Ladevorgang aktiv ist.
Es kann vorgesehen sein, dass eines oder mehrere Leuchtmittel rotfarbiges Licht emittieren, solange der Ladevorgang unterbrochen oder die Ladeleitung reduziert ist.
Alternativ oder ergänzend kann vorgesehen sein, dass eines oder mehrere Leuchtmittel kontinuierlich leuchten solange, der Ladevorgang aktiv ist.
Alternativ oder ergänzend kann vorgesehen sein, dass eines oder mehrere Leuchtmittel pulsierend leuchten solange, der Ladevorgang unterbrochen oder die Ladeleitung reduziert ist.
Alternativ oder ergänzend kann vorgesehen sein, dass der Ladestecker eine von der Lichtquelle eine zusätzliche separate Statusanzeige hat, die in Form einer eines ein- oder mehrfarbigen Leuchtmittels und/oder eines akustischen Signalgebers ausgestaltet sein kann. Beispielsweise kann hierbei den folgenden Verfahrensschritt vorgehen sein:

- Anzeigen eines aktiven oder inaktiven Ladestatus mithilfe einer von der Lichtquelle separaten Statusanzeige.

Nach einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens ist vorgesehen, dass das Überwachen des Bereichs der Umgebung des Elektrofahrzeugs mit dem Näherungssensor während des Ladevorgangs den folgenden Verfahrensschritt aufweist:

- Überwachen des Bereichs der Umgebung des Elektrofahrzeugs mithilfe eines Bewegungsmelders.

Bei dem Bewegungsmelder kann es sich um einen aktiven Bewegungsmelder (Hochfrequenz, Dopplerradar, Ultraschall) oder einen passiven Bewegungsmelder handeln (infrarot), oder aber eine Kombination dieser Bauformen.
Bei dem überwachten Bereich kann es sich um ein zumindest abschnittsweise kegelförmiges Volumen handeln. Mit anderen Worten kann der Bewegungsmelder eine im Wesentlichen kegelförmige Abstrahl- und/oder Empfangscharakteristik haben.
Nach einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens ist vorgesehen, dass das Visualisieren des überwachten Bereichs mithilfe der Lichtquelle den folgenden Verfahrensschritt aufweist:

- Visualisieren zumindest eines Teils des überwachten Bereichs, wobei eine visualisierte Fläche und/oder Begrenzung größer ist als der tatsächlich überwachte Bereich.

Auf diese Weise kann ein Toleranzbereich geschaffen werden, in dem der Näherungssensor ein Eindringen einer Person oder eines Tiers nicht detektiert.
Gemäß einem zweiten Aspekt betrifft die Erfindung einen Ladstecker zum Laden eines Elektrofahrzeugs, mit einem Näherungssensor zum Überwachen eines Bereichs einer Umgebung des Elektrofahrzeugs während eines Ladevorgangs und mit einer Lichtquelle zum Visualisieren zumindest eines Teils des überwachten Bereichs.
Der Ladestecker kann dazu eingerichtet sein, das voranstehend beschriebene Verfahren auszuführen bzw. zur Durchführung des voranstehend beschriebenen Verfahrens verwendet zu werden.
Mithilfe des voranstehend beschriebenen Ladesteckers kann die Sicherheit und Zuverlässigkeit beim Laden eines Elektrofahrzeugs verbessert werden, in dem der Ladevorgang einerseits mithilfe des Näherungssensors automatisch unterbrochen werden kann und andererseits eine Visualisierung des überwachten Bereichs ein ungewolltes Eindringen einer Person in den überwachten Bereich verhindern kann.
Es kann vorgesehen sein, dass der Näherungssensor ein Bewegungsmelder ist.
Bei dem Bewegungsmelder kann es sich um einen aktiven Bewegungsmelder (Hochfrequenz, Dopplerradar, Ultraschall) oder einen passiven Bewegungsmelder handeln (Infrarot), oder aber eine Kombination dieser Bauformen.
Der Bewegungsmelder kann eine im Wesentlichen kegelförmige Abstrahl- und/oder Empfangscharakteristik haben.
Der Bewegungsmelder kann in einen Griff des Ladesteckers integriert sein.
Die Lichtquelle kann in einen Griff des Ladesteckers integriert sein.
Die Lichtquelle eine Laserdiode oder mehrere Laserdioden aufweisen.
Alternativ oder ergänzend kann die Lichtquelle eine Leuchtdiode oder mehrere Leuchtdioden aufweisen.
So können energieeffiziente, leuchtstarke Leuchtmittel eingesetzt werden, um den überwachten Bereich anzuzeigen.
Es kann vorgesehen sein, dass eines oder mehrere Leuchtmittel dazu eingerichtet sind grünfarbiges Licht emittieren, solange der Ladevorgang aktiv ist.
Es kann vorgesehen sein, dass eines oder mehrere Leuchtmittel dazu eingerichtet sind rotfarbiges Licht emittieren, solange der Ladevorgang unterbrochen oder die Ladeleistung reduziert ist.
Alternativ oder ergänzend kann vorgesehen sein, dass eines oder mehrere Leuchtmittel dazu eingerichtet sind kontinuierlich zu leuchten solange, der Ladevorgang aktiv ist.
Alternativ oder ergänzend kann vorgesehen sein, dass eines oder mehrere Leuchtmittel dazu eingerichtet sind pulsierend zu leuchten solange, der Ladevorgang unterbrochen oder die Ladeleistung reduziert ist.
Alternativ oder ergänzend kann vorgesehen sein, dass der Ladestecker eine von der Lichtquelle eine zusätzliche separate Statusanzeige hat, die in Form einer eines ein- oder mehrfarbigen Leuchtmittels und/oder eines akustischen Signalgebers ausgestaltet sein kann.
Gemäß einem dritten Aspekt betrifft die Erfindung ein System zum Laden eines Elektrofahrzeugs, mit einem Ladestecker, mit einer Ladedose, mit einem Näherungssensor zum Überwachen eines Bereichs einer Umgebung des Elektrofahrzeugs während eines Ladevorgangs und mit einer Lichtquelle zum Visualisieren zumindest eines Teils des überwachten Bereichs, wobei der Näherungssensor an dem Elektrofahrzeug oder dem Ladestecker vorgesehen ist und wobei die Lichtquelle an dem Elektrofahrzeug oder dem Ladestecker vorgesehen ist.
Eine Überwachungseinrichtung und/oder eine Visualisierungseinrichtung bzw. eine Lichtquelle können demnach fahrzeugseitig integriert sein.
Eine Überwachungseinrichtung und/oder eine Visualisierungseinrichtung bzw. eine Lichtquelle können ladesteckerseitig integriert sein.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer Ausführungsbeispiele darstellenden Zeichnung näher beschrieben. Es zeigen jeweils schematisch:

1 einen erfindungsgemäßen Ladestecker;
2 ein Elektrofahrzeug in einer Rückansicht und ein erfindungsgemäßes System;
3 das Elektrofahrzeug aus 2 in einer Draufsicht;
4 einen weiteren erfindungsgemäßen Ladestecker;
5 ein Elektrofahrzeug mit dem Ladestecker aus 4 in einer perspektivischen Ansicht.

1 zeigt einen Ladestecker 2 zum Laden eines Elektrofahrzeugs 4 (2). Der Ladestecker 2 hat einen Näherungssensor 6 zum Überwachen eines Bereichs 8 einer Umgebung U des Elektrofahrzeugs 4 während eines Ladevorgangs. Bei dem Näherungssensor 6 handelt es sich vorliegend um einen Bewegungsmelder 6.
Der Ladestecker 2 hat eine Lichtquelle 10. Bei der Lichtquelle 10 handelt es sich vorliegend um eine Lichtquelle 10 mit einer Mehrzahl von Laserdioden. Mehrzahl von Laserdioden 12.
Zum Laden des Elektrofahrzeugs 4 wird zunächst eine Batterie 14 des Elektrofahrzeugs 4 mit einer Ladestation 16 verbunden und der Ladevorgang wird gestartet. Während des Ladevorgangs wird der Bereich 8 der Umgebung U des Elektrofahrzeugs 4 mithilfe des Näherungssensors 6 überwacht. Der überwachte Bereich 8 ist vorliegend durch die durchgezogenen kegelförmig aufgeweiteten Linien der 2 und den Teilkreis 8 der 3 dargestellt. Sobald eine Person oder ein Tier in den Bereich 8 eindringt, wird der Ladevorgang durch die Ladestation 16 gestoppt.
Um den überwachten Bereich für eine sich dem Elektrofahrzeug 4 nähernde Person erkennbar zu machen, wird der überwachte Bereich 8 mithilfe der Lichtquelle 10 visualisiert.
Dazu wird eine Außenwandung 18 des Elektrofahrzeugs 4 sowie eine an eine Stellfläche S des Elektrofahrzeugs 4 angrenzende Umgebung U1 flächig beleuchtet. Der beleuchtete Bereich ist durch die gestrichelte Linie angedeutet, welcher den mit durchgezogene Linie dargestellten überwachten Bereich 8 einschließt.
Alternativ zu einer flächigen Ausleuchtung kann auch nur eine äußere Begrenzung linienförmigen auf das Elektrofahrzeug 4 und im Bereich U1 dargestellt werden, indem beispielsweise eine Laserdiode einen Begrenzungsrahmen projiziert.
Zusammen mit einer Ladedose 20 ist der Ladestecker 2 Teil eines Systems zum Laden eines Elektrofahrzeugs. Es kann vorgesehen sein, dass gemäß alternativer Ausführungsbeispiele die Lichtquelle 10 und/oder der Näherungssensor 6 statt an dem Ladestecker 2 an dem Elektrofahrzeug 4 selbst vorgesehen sind.
4 zeigt einen weiteren erfindungsgemäßen Ladestecker 22 in drei Ansichten. Näherungssensor 6 und Lichtquelle 10 sind vorliegend in ein Modul 24 integriert. 5 zeigt ein Elektrofahrzeug 26 mit dem Ladestecker 22. Ein Kegel 28 beschreibt den überwachten Bereich 28, der gleichzeitig ausgeleuchtet ist, um den überwachten Bereich 28 sichtbar zu machen.
Bezugszeichenliste

2: Ladestecker
4: Elektrofahrzeugs
6: Näherungssensor
8: Bereich
10: Lichtquelle
12: Laserdioden
14: Batterie
16: Ladestation
18: Außenwandung
20: Ladedose
22: Ladestecker
24: Modul
26: Elektrofahrzeug
28: Kegel / Überwachter Bereich
S: Stellfläche
U: Umgebung
U1: Umgebung

Claims

Verfahren zum Laden eines Elektrofahrzeugs, mit den Verfahrensschritten: - Verbinden einer Batterie (14) des Elektrofahrzeugs (4) mit einer Ladestation (16) und Starten des Ladevorgangs; - Überwachen eines Bereichs (8) einer Umgebung (U) des Elektrofahrzeugs (4) mit einem Näherungssensor (6) während eines Ladevorgangs; - Visualisieren zumindest eines Teils (18, U1) des überwachten Bereichs (8) mithilfe einer Lichtquelle (10).
Verfahren nach Anspruch 1, - wobei das Visualisieren des überwachten Bereichs (8) mithilfe der Lichtquelle (10) den folgenden Verfahrensschritt aufweist: - flächige Beleuchtung einer Außenwandung (18) des Elektrofahrzeugs (4) und/oder einer an eine Stellfläche (S) des Elektrofahrzeugs (4) angrenzenden Umgebung (U1).
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, - wobei das Visualisieren des überwachten Bereichs (8) mithilfe der Lichtquelle (10) den folgenden Verfahrensschritt aufweist: - Projektion eines linienförmigen Begrenzungsrahmens auf eine Außenwandung (18) des Elektrofahrzeugs und/oder auf eine an eine Stellfläche (S) des Elektrofahrzeugs (4) angrenzende Umgebung (U1).
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, - wobei das Visualisieren des überwachten Bereichs (8) mithilfe der Lichtquelle (10) wenigstens eine der folgenden Verfahrensschritte aufweist: - Verwendung einer Laserdiode (12) oder mehrerer Laserdioden (12) als Lichtquelle (10) und/oder - Verwendung einer Leuchtdiode oder mehrerer Leuchtdioden als Lichtquelle (10).
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, - wobei das Überwachen des Bereichs (() der Umgebung (U) des Elektrofahrzeugs (4) mit dem Näherungssensor (6) während des Ladevorgangs den folgenden Verfahrensschritt aufweist: - Überwachen des Bereichs der Umgebung des Elektrofahrzeugs mithilfe eines Bewegungsmelders (6).
Verfahren nach Anspruch 5, - wobei das Visualisieren des überwachten Bereichs (8) mithilfe der Lichtquelle (10) den folgenden Verfahrensschritt aufweist: - Visualisieren zumindest eines Teils (18, U1) des überwachten Bereichs, wobei eine visualisierte Fläche (18, U1) oder Begrenzung größer ist als der tatsächlich überwachte Bereich (8).
Ladstecker zum Laden eines Elektrofahrzeugs, - mit einem Näherungssensor (6) zum Überwachen eines Bereichs (8) einer Umgebung (U) des Elektrofahrzeugs (4) während eines Ladevorgangs; - mit einer Lichtquelle (10) zum Visualisieren zumindest eines Teils (18, U1) des überwachten Bereichs (8).
Ladestecker nach Anspruch 7, - wobei der Näherungssensor (6) ein Bewegungsmelder (6) ist.
Ladestecker nach einem der Ansprüche 7 oder 8, - wobei die Lichtquelle (10) eine Laserdiode (12) oder mehrere Laserdioden (12) aufweist und/oder - wobei die Lichtquelle (10) eine Leuchtdiode oder mehrere Leuchtdioden aufweist.
System zum Laden eines Elektrofahrzeugs, - mit einem Ladestecker (2), - mit einer Ladedose (20), - mit einem Näherungssensor (6) zum Überwachen eines Bereichs (8) einer Umgebung (U) des Elektrofahrzeugs (4) während eines Ladevorgangs und - mit einer Lichtquelle (10) zum Visualisieren zumindest eines Teils (18, U1) des überwachten Bereichs (8), - wobei der Näherungssensor (6) an dem Elektrofahrzeug (4) oder dem Ladestecker (2) vorgesehen ist und - wobei die Lichtquelle (10) an dem Elektrofahrzeug (4) oder dem Ladestecker (2) vorgesehen ist.