DE102017212435A1 - An adapter device for a vehicle and method for loading a vehicle - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Adaptervorrichtung (10) für das Verbinden einer Ladebuchse (12) eines elektrisch angetriebenen Fahrzeugs (14) mit einem zu einem mehradrigen Ladekabel (20) gehörenden Ladesäulenstecker (22), wobei die Adaptervorrichtung (10) ausgebildet ist, wenigstens ein Koordinationssignal zwischen wenigstens einer Übertragungsader (36, 38) des Ladekabels (20) und der Ladebuchse (12) weiterzuleiten, wobei die Adaptervorrichtung (10) für einen Verbindungsbetrieb, in welchem die Ladebuchse (12) des Fahrzeugs (14) mit einer Ladebuchse (16) eines Fahrzeugs (18) über das Ladekabel (20) und die Adaptervorrichtung (10) verbunden ist, eine integrierte Schaltelektronik (30) aufweist, welche über die Übertragungsader (36, 38) ein Koordinationssignal bereitstellt oder weiterreicht, bevor oder während die Adaptervorrichtung (10) in einem Übertragungsmodus elektrische Energie aus einer Traktionsbatterie des Fahrzeugs (14) empfängt und einer Traktionsbatterie des anderen Fahrzeugs (18) zuführt, wobei das Koordinationssignal jeweilige Ladegeräte der Fahrzeuge (14, 18) koordiniert. Die Erfindung betrifft auch Verfahren zum Laden eines Fahrzeugs (14, 18) mittels der Adaptervorrichtung (10).The invention relates to an adapter device (10) for connecting a charging socket (12) of an electrically driven vehicle (14) to a charging column plug (22) belonging to a multi-core charging cable (20), wherein the adapter device (10) is formed, at least one coordination signal between at least one transmission core (36, 38) of the charging cable (20) and the charging socket (12), wherein the adapter device (10) for a connection operation, in which the charging socket (12) of the vehicle (14) with a charging socket (16) a vehicle (18) via the charging cable (20) and the adapter device (10) is connected, has an integrated switching electronics (30), which provides a coordination signal or passes on the transfer core (36, 38) before or while the adapter device (10 ) in a transmission mode receives electrical energy from a traction battery of the vehicle (14) and a traction battery of the other Fah tool (18), the coordination signal coordinating respective chargers of the vehicles (14, 18). The invention also relates to methods for loading a vehicle (14, 18) by means of the adapter device (10).

Description

Die Erfindung betrifft eine Adaptervorrichtung für das Verbinden einer ersten Ladebuchse eines ersten elektrisch angetriebenen Fahrzeugs mit einem zu einem mehradrigen Ladekabel gehörenden Ladesäulenstecker sowie ein Verfahren zum Laden einer ersten Traktionsbatterie des ersten Fahrzeugs mittels der elektrischen Energie einer zweiten Traktionsbatterie eines zweiten Fahrzeugs.The invention relates to an adapter device for connecting a first charging socket of a first electrically driven vehicle with a charging column plug belonging to a multi-core charging cable and a method for charging a first traction battery of the first vehicle by means of the electrical energy of a second traction battery of a second vehicle.

Nach heutigem Stand der Technik ist eine Starthilfe zwischen zwei elektrisch angetriebenen Fahrzeugen, insbesondere Elektrofahrzeugen, nicht möglich. Das heißt ein Laden einer leeren Batterie, insbesondere Traktionsbatterie eines ersten Elektrofahrzeugs mit der elektrischen Energie aus einer zweiten Traktionsbatterie des zweiten Fahrzeugs, welches als Spenderfahrzeug bezeichnet werden kann, ist nicht vorgesehen beziehungsweise realisierbar.According to the current state of the art, jump-starting between two electrically driven vehicles, in particular electric vehicles, is not possible. That is, charging an empty battery, in particular traction battery of a first electric vehicle with the electrical energy from a second traction battery of the second vehicle, which may be referred to as a donor vehicle, is not provided or feasible.

Die DE 10 2011 007 763 A1 offenbart ein Adapterkabel zur Wandlung eines an einem Fahrzeugladekabel vorgesehenen Anschluss eines ersten Typs in einen Anschluss eines zweiten Typs, wobei der Anschluss vom ersten Typ zur Verbindung mit einem korrespondierenden Gegenanschluss vom ersten Typ und der Anschluss vom zweiten Typ zur Verbindung mit einem korrespondierenden Gegenanschluss vom zweiten Typ vorgesehen ist.The DE 10 2011 007 763 A1 discloses an adapter cable for converting a terminal of a first type provided on a vehicle charging cable into a terminal of a second type, the first type terminal for connection to a first type corresponding mating terminal and the second type terminal for connection to a corresponding mating terminal of the second type Type is provided.

Die WO 2014/005567 A2 offenbart eine Ladeeinrichtung für ein Elektrofahrzeug mit einem Ladekabel umfassend wenigstens einen elektrischen Steckverbinder, wobei der elektrische Steckverbinder elektrische Wechselstromkontakte für ein Aufladen mit Wechselstrom sowie elektrische Gleichstromkontakte für ein Aufladen mit Gleichstrom umfasst, gekennzeichnet durch wenigstens einen Adapter für ein verbindendes der elektrischen Wechselstromkontakte des elektrischen Steckverbinders mit einer Steckdose für Wechselstrom.The WO 2014/005567 A2 discloses a charging device for an electric vehicle having a charging cable comprising at least one electrical connector, wherein the electrical connector comprises AC electrical contacts for AC charging and DC electrical contacts for DC charging, characterized by at least one adapter for connecting the AC electrical contacts of the electrical connector with a socket for AC.

Den beiden genannten Druckschriften ist gemein, dass sie jeweils eine Adaptervorrichtung liefern, mittels welcher Strom aus einer Steckdose mittels des Adapterkabels beziehungsweise der Ladeeinrichtung in das Fahrzeug einleitbar ist.The two cited documents have in common that they each provide an adapter device, by means of which power from a socket by means of the adapter cable or the charging device can be introduced into the vehicle.

Des Weiteren offenbart die DE 10 2013 224 735 A1 eine Ladekabelvorrichtung mit einem Kabel mit einem Ende, das von einer elektrischen Stromquelle oder einer anderen Ladekabelvorrichtung abnehmbar ist und eine elektrische Stromleitung die Elektrizität von der elektrischen Stromquelle oder einer anderen Ladekabelvorrichtung an ein Fahrzeug liefert.Furthermore, the DE 10 2013 224 735 A1 a charging cable device having a cable with one end detachable from an electric power source or other charging cable device and an electric power line supplying electricity from the electric power source or other charging cable device to a vehicle.

Im Rahmen eines bidirektionalen Ladens wird es künftig möglich sein, ein sogenanntes Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Laden (englisch: „Vehicle to Vehicle Charging“, als V2V-Laden abgekürzt) umzusetzen, das heißt das Laden eines ersten Fahrzeugs durch ein zweites Fahrzeug zu ermöglichen. Neben der Herausforderung für die am V2V-Laden beteiligten Fahrzeuge, diesen bidirektionalen Energieaustausch umzusetzen, muss eine Möglichkeit des Energieaustauschs beziehungsweise Energietransfers geschaffen werden.In the context of bidirectional charging, it will in future be possible to implement a so-called vehicle-to-vehicle charging (abbreviated as V2V charging), that is to say the charging of a first vehicle by a second vehicle enable. In addition to the challenge for the vehicles involved in V2V charging to implement this bidirectional energy exchange, a possibility of energy exchange or energy transfer must be created.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Möglichkeit bereitzustellen, mittels welcher ein V2V-Laden zwischen zwei elektrisch angetriebenen Fahrzeugen, insbesondere benutzerfreundlich, realisierbar ist.Object of the present invention is to provide a way by which a V2V charging between two electrically powered vehicles, in particular user-friendly, is feasible.

Die Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind durch die abhängigen Patentansprüche, die folgende Beschreibung sowie die Figuren beschrieben.The object is solved by the subject matters of the independent claims. Advantageous developments of the invention are described by the dependent claims, the following description and the figures.

Durch die Erfindung ist eine Adaptervorrichtung bereitgestellt, welche ein Verbinden einer ersten Ladebuchse eines ersten elektrisch angetriebenen Fahrzeugs mit einem zu einem mehradrigen Ladekabel gehörenden Ladesäulenstecker ermöglicht, wobei der Ladesäulenstecker für ein Einstecken in eine Ladesäulenbuchse einer Ladesäule ausgebildet ist. Dazu weist die Adaptervorrichtung einenends eine Kupplung und anderenends einen Stecker auf. Eine Kupplung entspricht einer Buchse. Die Adaptervorrichtung ist ausgebildet, wenigstens ein Koordinationssignal zwischen wenigstens einer Übertragungsader des Ladekabels und der ersten Ladebuchse weiterzuleiten. Somit ist eine Signalübertragung über die Adaptervorrichtung hinweg möglich.The invention provides an adapter device which makes it possible to connect a first charging socket of a first electrically driven vehicle to a charging column plug belonging to a multi-core charging cable, wherein the charging column plug is designed for plugging into a charging column socket of a charging column. For this purpose, the adapter device at one end has a coupling and at the other end a plug. A coupling corresponds to a socket. The adapter device is designed to forward at least one coordination signal between at least one transmission core of the charging cable and the first charging socket. Thus, signal transmission across the adapter device is possible.

Um nun das V2V-Laden besonders vorteilhaft zu gestalten, ist mit der Adaptervorrichtung erfindungsgemäß ein Verbindungsbetrieb realisierbar, in welchen die erste Ladebuchse des ersten Fahrzeugs mit einer zweiten Ladebuchse eines zweiten elektrisch angetriebenen Fahrzeugs über das Ladekabel und die Adaptervorrichtung verbunden ist. Die Adaptervorrichtung weist eine integrierte Schaltelektronik auf, die derart ausgebildet ist, dass sie über die Übertragungsader ein Koordinationssignal bereitstellt oder weiterreicht, bevor oder während die Adaptervorrichtung in einem ersten Übertragungsmodus elektrische Energie aus einer ersten Traktionsbatterie des ersten Fahrzeugs empfängt und über die zweite Ladebuchse einer zweiten Traktionsbatterie des zweiten Fahrzeugs zuführt, wobei das Koordinationssignal jeweilige Ladegeräte der Fahrzeuge koordiniert, sodass eines der Fahrzeuge als ein Spenderfahrzeug und das andere als ein Empfängerfahrzeug der elektrischen Energie betreibbar ist. Dabei ist ein jeweiliges Ladegerät des jeweiligen Fahrzeugs dazu ausgebildet, die Entnahme beziehungsweise Zufuhr von elektrischer Energie beziehungsweise elektrischem Strom von beziehungsweise auf die jeweilige Traktionsbatterie des jeweiligen Fahrzeugs zu koordinieren beziehungsweise zu steuern und/oder zu regeln.In order to make the V2V charging particularly advantageous, a connection operation can be realized with the adapter device according to the invention, in which the first charging socket of the first vehicle is connected to a second charging socket of a second electrically driven vehicle via the charging cable and the adapter device. The adapter device has an integrated switching electronics, which is designed such that it provides a coordination signal or passes on the transfer core before or while the adapter device in a first transmission mode receives electrical energy from a first traction battery of the first vehicle and the second charging socket of a second Traction battery of the second vehicle supplies, wherein the coordination signal coordinates respective chargers of the vehicles, so that one of the vehicles is operable as a donor vehicle and the other as a receiver vehicle of electrical energy. There is one respective charger of the respective vehicle is designed to coordinate the removal or supply of electrical energy or electric current from or to the respective traction battery of the respective vehicle or to control and / or to regulate.

Besonders vorteilhaft und benutzerfreundlich für einen Benutzer an der erfindungsgemäßen Adaptervorrichtung ist, dass ein konventionelles Ladekabel, wie beispielsweise ein Mode-3-Ladekabel, an die Adaptervorrichtung zum Laden eines Fahrzeugs anschließbar ist. Solch ein Ladekabel dient dem Laden an öffentlichen, insbesondere mit Wechselstrom betriebenen, Ladesäulen und wird zukünftig im Serienumfang mit dem Fahrzeug ausgeliefert und mit diesem mitgeführt werden. Die Stecker solch eines Ladekabels sind an beiden Enden unterschiedlich, wobei ein Stecker für die Fahrzeugseite, als sogenannter Fahrzeugstecker, und der andere für die Ladesäule, als sogenannter Ladesäulenstecker, ausgebildet ist. Über die erfindungsgemäßen Adaptervorrichtung kann das Ladekabel die beiden Fahrzeuge, insbesondere für einen Stromaustausch, verbinden, da der Ladesäulenstecker des Kabels mittels der Adaptervorrichtung in einen Stecker für die Ladebuchse eines Fahrzeugs verwandelt beziehungsweise dazu erweitert wird, wobei sich die Adaptervorrichtung dabei zwischen erster Ladebuchse und Ladesäulenstecker befindet.Particularly advantageous and user-friendly for a user on the adapter device according to the invention is that a conventional charging cable, such as a Mode 3 charging cable, is connectable to the adapter device for charging a vehicle. Such a charging cable is used for charging on public, especially with alternating current operated charging stations and will be delivered in the future with the vehicle in the standard scope and be carried along with this. The plugs of such a charging cable are different at both ends, with a plug for the vehicle side, as a so-called vehicle plug, and the other for the charging station, as a so-called charging column plug is formed. About the adapter device according to the invention, the charging cable, the two vehicles, in particular for a power exchange, connect, since the charging column plug of the cable is converted by means of the adapter device into a plug for the charging socket of a vehicle or extended to it, wherein the adapter device between the first charging socket and charging column plug located.

In einer Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Schaltelektronik derart ausgebildet ist, dass sie in einem ersten Übertragungsmodus elektrische Energie aus der ersten Traktionsbatterie des ersten Fahrzeugs empfängt und über das an ihr angeschlossene Ladekable und die zweiten Ladebuchse der zweiten Traktionsbatterie des zweiten Fahrzeugs zuführt und/oder in einem zweiten Übertragungsmodus elektrische Energie aus der zweiten Traktionsbatterie des zweiten Fahrzeugs über das an der zweiten Ladebuchse angeschlossene Ladekabel empfängt und diese über die erste Ladebuchse der ersten Traktionsbatterie des ersten Fahrzeugs zuführt. Mit anderen Worten ist es mit dem zweiten Übertragungsmodus im Gegensatz zu dem ersten Übertragungsmodus möglich, einen Abfluss beziehungsweise Fluss der elektrischen Energie so zu gestalten, dass dieser aus der zweiten Traktionsbatterie über die zweite Ladebuchse, in das Ladekabel und weiter über die Adaptervorrichtung und die erste Ladebuchse in die erste Traktionsbatterie fließt. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass der Benutzer nicht darauf zu achten hat, ob er die Adaptervorrichtung an das erste oder das zweite Fahrzeug anschließt, unabhängig davon welches der beiden Fahrzeuge geladen werden soll.In a further development, it is provided that the switching electronics is designed such that it receives electrical energy from the first traction battery of the first vehicle in a first transmission mode and supplies the second traction battery of the second vehicle via the charging cable connected to it and the second charging socket and / or receives in a second transmission mode electrical energy from the second traction battery of the second vehicle via the charging cable connected to the second charging socket and feeds them via the first charging socket of the first traction battery of the first vehicle. In other words, with the second transmission mode, unlike the first transmission mode, it is possible to make flow of electrical energy to flow from the second traction battery via the second charging socket, into the charging cable, and further through the adapter device and the first one Charging socket flows into the first traction battery. This results in the advantage that the user does not have to pay attention to whether he connects the adapter device to the first or the second vehicle, regardless of which of the two vehicles to be loaded.

In einer Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Adaptervorrichtung ein Sicherungselement aufweist, welches im Falle einer an wenigstens einer Ader auftretenden Überspannung des Ladekabels einen Fluss von elektrischer Energie durch die Adaptervorrichtung unterbindet beziehungsweise unterbricht. Mit anderen Worten dient das Sicherungselement dazu eine Stromfluss beziehungsweise dem Fluss elektrische Energie durch die Adaptervorrichtung zu stoppen, falls es beispielsweise aufgrund eines Schadens zu einer Überspannung und/oder einem überhöhten Stromfluss und/oder einem Kurzschluss, aufgrund eines Defekts an einem der Fahrzeuge beziehungsweise einem der Ladegeräte beziehungsweise der Ladebuchsen eines der Fahrzeuge und/oder an der Adaptervorrichtung kommt. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass der Benutzer der Adaptervorrichtung vor wenigstens einem Stromschlag geschützt ist.In a further development, it is provided that the adapter device has a securing element which prevents or interrupts a flow of electrical energy through the adapter device in the event of an overvoltage of the charging cable occurring at at least one wire. In other words, the fuse element is used to stop a current flow or the flow of electrical energy through the adapter device, if, for example due to damage to an overvoltage and / or excessive current flow and / or a short circuit, due to a defect on one of the vehicles or a the chargers or the charging sockets one of the vehicles and / or comes on the adapter device. This results in the advantage that the user of the adapter device is protected from at least one electric shock.

In einer Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Schaltelektronik derart ausgebildet ist, als das Koordinationssignal ein solches bereitzustellen, mittels welchen sich die Adaptervorrichtung wenigstens gegenüber einem der Fahrzeuge als eine elektronische Ladesäule ausgibt beziehungsweise ausgeben kann. Mit anderen Worten kann, insbesondere für den Fall, dass eines der beiden Fahrzeuge nicht ein V2V-Laden unterstützt, dieses Fahrzeug ein von der Adaptervorrichtung bereitgestelltes Koordinationssignal empfangen, sodass das Ladegerät dieses Fahrzeugs den Ladeadapter als Ladesäule erkennt und das Fahrzeug daher so reagiert, als würde es elektrische Energie an einer konventionellen Ladesäule beziehen. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass das Fahrzeug, welches das V2V-Laden nicht unterstützt trotzdem mittels der Adaptervorrichtung geladen werden kann, da die Adaptervorrichtung dem nicht V2V-standardkonformen Empfängerfahrzeug eine, insbesondere AC, Ladesäule vorspielen beziehungsweise emulieren kann.In a further development, it is provided that the switching electronics are designed such as to provide the coordination signal such that the adapter device can output or output at least in relation to one of the vehicles as an electronic charging station. In other words, especially in the event that one of the two vehicles does not support V2V charging, this vehicle can receive a coordination signal provided by the adapter device, so that the charger of that vehicle recognizes the charging adapter as a charging station and the vehicle thus reacts as it would draw electrical energy from a conventional charging station. This results in the advantage that the vehicle, which does not support the V2V charging can still be loaded by means of the adapter device, since the adapter device can play or emulate the not V2V standard compliant receiver vehicle one, especially AC, charging station.

In einer Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Schaltelektronik eine elektronische Recheneinrichtung aufweist. Mit anderen Worten ist die Schaltelektronik so ausgebildet, dass sie in der Lage ist, zumindest einfache Programme für eine Steuerung und/oder Regelung und/oder Erzeugung von beispielsweise Koordinationssignalen auszuführen. Hierdurch ist die Schaltelektronik in der Lage, beispielsweise das Koordinationssignal, besonders vorteilhaft bereitzustellen, oder dieses beispielsweise je nach zu ladendem Fahrzeugtyp zu variieren.In a further development, it is provided that the switching electronics have an electronic computing device. In other words, the switching electronics is designed so that it is able to execute at least simple programs for a control and / or regulation and / or generation of, for example, coordination signals. As a result, the switching electronics is able to provide, for example, the coordination signal, particularly advantageous, or to vary this example, depending on the type of vehicle to be charged.

In einer Weiterbildung ist vorgesehen, dass das wenigstens eine Koordinationssignal, welches als ein Signal einer Ladesäule geformt ist, mittels einer Softwareemulation eines Ladesäulensteuerprogramms erzeugt wird. Mit anderen Worten kann durch die Softwareemulation, welche insbesondere auf der elektronischen Recheneinrichtung der Schaltelektronik ausgeführt beziehungsweise durchgeführt wird, eine Ladesäule beziehungsweise das Ladesäulensteuerprogramm einer Ladesäule, beispielsweise einer, insbesondere AC, Ladesäule emuliert werden, sodass das Koordinationssignal die Form beziehungsweise die Charakteristika eines Signals der Ladesäule erhält und somit von diesem, insbesondere von dem zu ladenden Fahrzeug, nicht mehr zu unterscheiden ist. Insbesondere können dadurch verschiedene Signale unterschiedlicher Ladesäulen geformt werden, was den Vorteil hat, dass eine größtmögliche Kompatibilität von zu ladenden Fahrzeugen erreicht wird.In a further development, it is provided that the at least one coordination signal, which is shaped as a signal of a charging station, is generated by means of software emulation of a charging station control program. In other words, by the software emulation, which is executed or carried out in particular on the electronic computing device of the switching electronics, a charging station or the Charging column control program a charging station, for example, one, in particular AC, charging station are emulated so that the coordination signal receives the shape or characteristics of a signal of the charging station and thus is no longer distinguishable from this, in particular from the vehicle to be charged. In particular, different signals of different charging columns can thereby be formed, which has the advantage that the greatest possible compatibility of vehicles to be charged is achieved.

In einer Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Adaptervorrichtung eine Schalteinheit, welche beispielweise einen DC/DC-Wandler und/oder AC/AC-Wandler umfasst, aufweist, welche dazu eingerichtet ist, eine Flussrichtung der elektrischen Energie zwischen dem ersten und dem zweiten Fahrzeug umzuschalten. Mit anderen Worten wird durch die Schalteinheit ein Umschalten zwischen dem ersten Übertragungsmodus und dem zweiten Übertragungsmodus ermöglicht. Hieraus ergibt sich der Vorteil, dass der Benutzer der Adaptervorrichtung nicht jeweils in jedem der beiden Fahrzeug einen Betriebsmodus Laden und/oder Entladen wählen muss. Je nachdem ob in einem V2V-ladefähigen Fahrzeug solch eine Umschaltung vorgesehen ist oder nicht, kann somit mittels der Adaptervorrichtung besonders benutzerfreundlich umgeschaltet werden.In a further development, it is provided that the adapter device has a switching unit which, for example, comprises a DC / DC converter and / or AC / AC converter, which is set up to switch a flow direction of the electrical energy between the first and the second vehicle , In other words, the switching unit enables switching between the first transmission mode and the second transmission mode. This results in the advantage that the user of the adapter device does not have to select an operating mode loading and / or unloading in each of the two vehicles. Depending on whether such a switching is provided in a V2V-chargeable vehicle or not, it can thus be switched by means of the adapter device very user-friendly.

Dank der erfindungsgemäßen Adaptervorrichtung kann der jeweilige Benutzer des Fahrzeugs darauf verzichten, ein eigenes für das V2V-Laden entwickeltes V2V-Ladekabel mit sich führen, die Adaptervorrichtung kann so ausgebildet sein, dass sie deutlich kleiner, leichter und handlicher ist, als ein V2V-Ladekabel. Durch die Schaltelektronik und in einer Ausführungsform zusätzlich durch das Sicherungselement, sind in der Adaptervorrichtung alle für ein V2V-Laden benötigten Komponenten integriert, um ein, insbesondere standardmäßiges Mode-3 Ladekabel zum Laden der Traktionsbatterie eines Fahrzeugs mittels der elektrischen Energie der Traktionsbatterie eines anderen Fahrzeugs zu ermöglichen.Thanks to the adapter device according to the invention, the respective user of the vehicle can refrain from carrying their own V2V charging cable developed for V2V charging, the adapter device can be designed so that it is significantly smaller, lighter and easier to handle than a V2V charging cable , By the switching electronics and in one embodiment additionally by the fuse element, all components required for V2V charging are integrated in the adapter device to a, in particular standard Mode-3 charging cable for charging the traction battery of a vehicle by means of the electric energy of the traction battery of another vehicle to enable.

Ferner umfasst die Erfindung ein Verfahren zum Laden einer ersten Traktionsbatterie eines ersten Fahrzeugs mittels der elektrischen Energie einer zweiten Traktionsbatterie eines zweiten Fahrzeugs, wobei für das Laden die erfindungsgemäße Adaptervorrichtung verwendet wird.Furthermore, the invention comprises a method for charging a first traction battery of a first vehicle by means of the electrical energy of a second traction battery of a second vehicle, wherein for charging the adapter device according to the invention is used.

Zu der Erfindung gehören auch Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens, die Merkmale aufweisen, wie sie bereits im Zusammenhang mit den Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Adaptervorrichtung beschrieben worden sind. Aus diesem Grund sind die entsprechenden Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens hier nicht noch einmal beschrieben.The invention also includes developments of the method according to the invention, which have features as they have already been described in connection with the developments of the adapter device according to the invention. For this reason, the corresponding developments of the method according to the invention are not described again here.

Im Folgenden sind Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben. Hierzu zeigt:

  • 1 eine schematische Darstellung eines Verbindungsbetriebs einer Adaptervorrichtung, mittels welchem eine erste Ladebuchse eines ersten Fahrzeugs mit einer zweiten Ladebuchse eines zweiten Fahrzeugs über ein Ladekabel und die Adaptervorrichtung verbunden ist;
  • 2 eine perspektivische, schematische Darstellung einer Ausführungsform der Adaptervorrichtung; und
  • 2 eine schematische Darstellung einer Kupplung der Adaptervorrichtung, in welcher ein Ladesäulenstecker des Ladekabels einsteckbar ist.
In the following, embodiments of the invention are described. This shows:
  • 1 a schematic representation of a connection operation of an adapter device, by means of which a first charging socket of a first vehicle with a second charging socket of a second vehicle via a charging cable and the adapter device is connected;
  • 2 a perspective, schematic representation of an embodiment of the adapter device; and
  • 2 a schematic representation of a coupling of the adapter device, in which a charging column plug of the charging cable can be inserted.

Bei den im Folgenden erläuterten Ausführungsbeispielen handelt es sich um bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung. Bei den Ausführungsbeispielen stellen die beschriebenen Komponenten der Ausführungsformen jeweils einzelne, unabhängig voneinander zu betrachtende Merkmale der Erfindung dar, welche die Erfindung jeweils auch unabhängig voneinander weiterbilden und damit auch einzeln oder in einer anderen als der gezeigten Kombination als Bestandteil der Erfindung anzusehen sind. Des Weiteren sind die beschriebenen Ausführungsformen auch durch weitere der bereits beschriebenen Merkmale der Erfindung ergänzbar.The exemplary embodiments explained below are preferred embodiments of the invention. In the exemplary embodiments, the described components of the embodiments each represent individual features of the invention, which are to be considered independently of one another, which each further develop the invention independently of one another and thus also individually or in a different combination than the one shown as part of the invention. Furthermore, the described embodiments can also be supplemented by further features of the invention already described.

In den Figuren sind funktionsgleiche Elemente jeweils mit denselben Bezugszeichen versehen.In the figures, functionally identical elements are each provided with the same reference numerals.

1 zeigt eine schematische Darstellung eines Verbindungsbetriebs einer Adaptervorrichtung 10, mittels welchem eine erste Ladebuchse 12 eines ersten elektrisch angetriebenen Fahrzeugs 14 mit einer zweiten Ladebuchse 16 eines zweiten elektrisch angetriebenen Fahrzeugs 18 über ein Ladekabel 20 und die Adaptervorrichtung 10 verbunden ist. Die Adaptervorrichtung 10 ist dazu ausgebildet, das Verbinden der ersten Ladebuchse 12 des ersten Fahrzeugs 14 mit zu einem, insbesondere mehradrigen, Ladekabel 20 gehörenden Ladesäulenstecker 22 zu realisieren. Der Ladesäulenstecker 22 ist für das Einstecken in eine Ladesäulenbuchse einer Ladesäule ausgebildet. 1 shows a schematic representation of a connection operation of an adapter device 10 , by means of which a first charging socket 12 a first electrically powered vehicle 14 with a second charging socket 16 a second electrically driven vehicle 18 via a charging cable 20 and the adapter device 10 connected is. The adapter device 10 is designed to connect the first charging socket 12 of the first vehicle 14 with to, in particular multi-core, charging cable 20 belonging Ladesäulenstecker 22 to realize. The charging column plug 22 is designed for plugging into a charging station socket of a charging station.

Ferner weist das Ladekabel 20 einen Fahrzeugstecker 24 auf, welcher in die zweite Ladebuchse 16 des zweiten Fahrzeugs 18 einsteckbar beziehungsweise eingesteckt ist. Die Adaptervorrichtung 10 weist einenends eine Kupplung 26 auf, in welche der Ladesäulenstecker 22 einsteckbar beziehungsweise eingesteckt ist, insbesondere für den Verbindungsbetrieb. Anderenends weist die Adaptervorrichtung 10 einen Stecker 28 auf, welcher in die erste Ladebuchse 12 des ersten Fahrzeugs 14 einsteckbar beziehungsweise eingesteckt ist.Furthermore, the charging cable points 20 a vehicle plug 24 on, which in the second charging socket 16 of the second vehicle 18 plugged or plugged. The adapter device 10 has one end a clutch 26 on, in which the charging column plug 22 plugged or plugged in, especially for the connection operation. At the other end, the adapter device 10 a plug 28 on, which in the first charging socket 12 of the first vehicle 14 plugged or plugged.

Die Adaptervorrichtung 10 zeichnet sich dadurch aus, dass sie ein Laden, genauer gesagt ein sogenanntes V2V-Laden (aus dem Englischen: Vehicle to(2) Vehicle Charging) ermöglicht und das darüber hinaus besonders benutzerfreundlich. Um das Laden eines der beiden Fahrzeug 14 beziehungsweise 18 durch das andere Fahrzeug 18 beziehungsweise 14 zu realisieren, ist die Adaptervorrichtung 10 dazu ausgebildet, wenigstens ein Koordinationssignal zwischen wenigstens einer Übertragungsader des mehradrigen Ladekabels 20 und der ersten Ladebuchse 12 weiterzuleiten. The adapter device 10 is characterized by the fact that it allows a store, more precisely a so-called V2V charging (from English: Vehicle to (2) Vehicle Charging) and also very user-friendly. To charge one of the two vehicles 14 respectively 18 through the other vehicle 18 respectively 14 to realize is the adapter device 10 adapted to at least one coordination signal between at least one transmission core of the multi-core charging cable 20 and the first charging socket 12 forward.

Ist der in 1 gezeigte Verbindungsbetrieb durch die Adaptervorrichtung 10 realisiert, stellt eine in die der Adaptervorrichtung 10 integrierte Schaltelektronik 30 beispielweise einen ersten Übertragungsmodus bereit, bei welchem die Adaptervorrichtung 10 elektrische Energie aus einer ersten Traktionsbatterie des ersten Fahrzeugs 14 empfängt und über das an ihr angeschlossene Ladekabel 20 und die zweite Ladebuchse 16 einer zweiten Traktionsbatterie des zweiten Fahrzeugs 18 zugeführt.Is the in 1 shown connection operation by the adapter device 10 realized, one in the the adapter device 10 integrated switching electronics 30 For example, a first transmission mode ready, in which the adapter device 10 electrical energy from a first traction battery of the first vehicle 14 and via the charging cable connected to it 20 and the second charging socket 16 a second traction battery of the second vehicle 18 fed.

Mittels der Adaptervorrichtung 10 kann, anstatt des ersten Übertragungsmodus, ein zweiter Übertragungsmodus ausgeführt werden, bei welchen elektrische Energie aus der zweiten Traktionsbatterie des zweiten Fahrzeugs 18 über das an der zweiten Ladebuchse 16 angeschlossene Ladekabel 20 von der Adaptervorrichtung 10 empfangen und über die erste Ladebuchse 12 an die erste Traktionsbatterie des Fahrzeugs 14 abgeführt wird. Um zwischen ersten und zweiten Übertragungsmodus wechseln zu können beziehungsweise zwischen diesen beiden Übertragungsmodi umzuschalten, weist die Adaptervorrichtung 10 vorteilhafterweise eine Schalteinheit 32 auf, welche dazu eingerichtet ist, eine Flussrichtung der elektrischen Energie zwischen dem ersten Fahrzeugs 14 und dem zweiten Fahrzeug 18 umzuschalten. Vorzugsweise weist die Schalteinheit 32 einen AC/AC-Wandler auf, mittels welchem ein Umschalten der Stromflussrichtung realisiert werden kann.By means of the adapter device 10 For example, instead of the first transmission mode, a second transmission mode can be carried out in which electrical energy from the second traction battery of the second vehicle 18 on the second charging socket 16 connected charging cable 20 from the adapter device 10 received and over the first charging socket 12 to the first traction battery of the vehicle 14 is dissipated. In order to be able to switch between the first and second transmission modes or to switch between these two transmission modes, the adapter device has 10 advantageously a switching unit 32 which is adapted to a flow direction of the electric energy between the first vehicle 14 and the second vehicle 18 switch. Preferably, the switching unit 32 an AC / AC converter, by means of which a switching of the current flow direction can be realized.

Soll mit der Adaptervorrichtung 10 beispielsweise das Fahrzeug 18 beziehungsweise dessen Traktionsbatterie geladen werden und ist das Fahrzeug 18 nicht als V2V-konformes Fahrzeug ausgebildet, kann die Schaltelektronik 30 ein Koordinationssignal, insbesondere an der wenigstens eine Übertragungsader, bereitstellen, mittels welchen sich die Adaptervorrichtung 10 gegenüber dem Fahrzeug 18 als eine elektrische Ladesäule ausgibt. Dazu ist die Schaltelektronik 30 vorteilhafterweise so ausgebildet, dass sie eine elektronische Recheneinrichtung aufweist. Durch die elektronische Recheneinrichtung ist die Schaltelektronik 30 in besonders vorteilhafter Weise in der Lage, mittels einer, insbesondere auf der elektronischen Recheneinrichtung laufenden beziehungsweise ausgeführten, Softwareemulation ein Ladesäulensteuerprogramm zu emulieren, welches dem Signal einer echten Ladesäule entspricht. So erkennt das Fahrzeug 18, insbesondere dessen Ladegerät, die Adaptervorrichtung 10 als Ladesäule und kann dadurch, obwohl es nicht V2V-konform ist, elektrische Energie aus der Traktionsbatterie des Fahrzeugs 14 beziehen.Target with the adapter device 10 for example, the vehicle 18 or its traction battery are charged and is the vehicle 18 not designed as a V2V-compliant vehicle, the switching electronics 30 a coordination signal, in particular at the at least one transmission core, provide, by means of which the adapter device 10 opposite the vehicle 18 as an electric charging station outputs. This is the switching electronics 30 advantageously designed so that it has an electronic computing device. By electronic computing device is the switching electronics 30 in a particularly advantageous manner able to emulate by means of a, in particular on the electronic computing device running or running, software Emulation a charging station control program, which corresponds to the signal of a real charging station. This is how the vehicle recognizes 18 , in particular its charger, the adapter device 10 as a charging station and thereby, although it is not V2V compliant, electrical energy from the traction battery of the vehicle 14 Respectively.

Um die Gefahr eines Stromschlags für einen Benutzer der Adaptervorrichtung 10, welcher eines der Fahrzeuge 14 oder 18 laden will, auszuschließen, weist die Adaptervorrichtung 10 vorteilhafterweise ein Sicherungselement 34 auf, welches im Falle einer Überspannung, welche an wenigstens einer Ader des mehradrigen Ladekabels 20 auftreten kann, einen Fluss von elektrischer Energie durch die Adaptervorrichtung 10 unterbindet. Dank des Sicherungselements 34 besteht somit keine Gefahr eines elektrischen Schlags für den Benutzer der Adaptervorrichtung 10.To the risk of electric shock to a user of the adapter device 10 which is one of the vehicles 14 or 18 wants to load, exclude, assigns the adapter device 10 advantageously a securing element 34 on, which in the case of overvoltage, which at least one core of the multi-core charging cable 20 may occur, a flow of electrical energy through the adapter device 10 in derogation. Thanks to the fuse element 34 There is thus no risk of electric shock to the user of the adapter device 10 ,

2 zeigt eine perspektivische, schematische Darstellung einer Ausführungsform der Adaptervorrichtung 10, wobei die Adaptervorrichtung 10 ein Griffelement 11 aufweist, mittels welchem die Adaptervorrichtung 10 von dem Benutzer benutzerfreundlich in die Ladebuchse 12, 16 eingebracht beziehungsweise eingesteckt werden kann. Eine Entriegelungssicherung 13 verhindert in einem eingesteckten Zustand, das heißt im Verbindungsbetrieb, ein versehentliches Lösen des Steckers 28 von der Ladebuchse 12, 16. 2 shows a perspective, schematic representation of an embodiment of the adapter device 10 , wherein the adapter device 10 a grip element 11 by means of which the adapter device 10 User-friendly in the charging socket from the user 12 . 16 can be inserted or inserted. A release lock 13 prevented in an inserted state, that is in the connection operation, accidental release of the plug 28 from the charging socket 12 . 16 ,

3 zeigt eine schematische Darstellung der Kupplung 26 der Adaptervorrichtung 10, in welche der Ladesäulenstecker 22 des Ladekabels 20 einsteckbar ist. Dabei ist die Kupplung 26 im gezeigten Ausführungsbeispiel so ausgebildet, dass sieben Adern 36 bis 48 an der Kupplung 26 angeordnet sind. Diese sieben Adern 36 bis 48 weist das Ladekabel 20, welches vom Typ ein Mode-3-Ladekabel ist, auf. Im gezeigten Beispiel der Kupplung 26 bildet jeweils eine der beiden Adern 36 und 38 jeweils die wenigstens eine genannte Übertragungsader, wobei wenigstens eine der Adern 36 und/oder 38 das Koordinationssignal durch die Adaptervorrichtung 10 leitet, beziehungsweise die Schaltelektronik 30 das Koordinationssignal an wenigstens einem der beiden Adern 36 und 38 bereitstellt. Die Ader 40 dient als Schutzkontakt. Die Adern 42 bis 48 führen bei dem typischerweise mittels der Adaptervorrichtung 10 durchgeführten Wechselstrom laden den Ladestrom. Bei einem alternativen Gleichstromladen können die beiden Adern 42 und 44 die positive Spannung der Ladeenergie beziehungsweise des Ladestroms bereitstellen, wohingegen an den Adern 46 und 48 der Negativpol der Spannung und somit des elektrischen Ladestroms ist. Die Form der Kupplung 26 sowie eine Belegung der einzelnen Adern 36 bis 48 kann variieren und somit von dem gezeigten Ausführungsbeispiel abweichen, beispielweise können länderabhängige Varianten möglich sein, wie beispielweise eine jeweilige Variante für USA, China, Japan, sowie eine eigene Variante für die EU. 3 shows a schematic representation of the coupling 26 the adapter device 10 , in which the charging column plug 22 of the charging cable 20 is pluggable. Here is the clutch 26 designed in the embodiment shown so that seven wires 36 to 48 at the clutch 26 are arranged. These seven veins 36 to 48 has the charging cable 20 which is a Mode 3 charging cable of the type. In the example of the coupling shown 26 each forms one of the two wires 36 and 38 in each case at least one said transmission core, wherein at least one of the wires 36 and or 38 the coordination signal through the adapter device 10 leads, or the switching electronics 30 the coordination signal on at least one of the two wires 36 and 38 provides. The vein 40 serves as a protective contact. The veins 42 to 48 typically lead by means of the adapter device 10 carried AC charge the charging current. In an alternative DC charging, the two wires 42 and 44 provide the positive voltage of the charging energy or the charging current, whereas on the wires 46 and 48 the negative pole of the voltage and thus of the electric charging current is. The shape of the coupling 26 as well as an assignment of the individual wires 36 to 48 can vary and thus deviate from the embodiment shown, for example, country-specific variants may be possible, such as a respective variant for USA, China, Japan, as well as a separate variant for the EU.

Insgesamt zeigen die Beispiele, wie durch die Erfindung das Laden der ersten Traktionsbatterie des ersten Fahrzeugs 14 beziehungsweise 18 mittels der erfindungsgemäßen Adaptervorrichtung 10 durch die in der zweiten Traktionsbatterie des zweiten Fahrzeugs 18 beziehungsweise 14 gespeicherte elektrische Energie realisiert ist.Overall, the examples, such as by the invention, show the charging of the first traction battery of the first vehicle 14 respectively 18 by means of the adapter device according to the invention 10 by in the second traction battery of the second vehicle 18 respectively 14 stored electrical energy is realized.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Claims (8)

Adaptervorrichtung (10) für das Verbinden einer ersten Ladebuchse (12) eines ersten elektrisch angetriebenen Fahrzeugs (14) mit einem zu einem mehradrigen Ladekabel (20) gehörenden Ladesäulenstecker (22), welcher für das Einstecken in eine Ladesäulenbuchse einer Ladesäule ausgebildet ist, wobei die Adaptervorrichtung (10) einenends eine Kupplung (26) und anderenends einen Stecker (28) aufweist, wobei die Adaptervorrichtung (10) ausgebildet ist, wenigstens ein Koordinationssignal zwischen wenigstens einer Übertragungsader (36, 38) des Ladekabels (20) und der erste Ladebuchse (12) weiterzuleiten, dadurch gekennzeichnet, dass die Adaptervorrichtung (10) für einen Verbindungsbetrieb, in welchem die erste Ladebuchse (12) des ersten Fahrzeugs (14) mit einer zweiten Ladebuchse (16) eines zweiten elektrisch angetriebenen Fahrzeugs (18) über das Ladekabel (20) und die Adaptervorrichtung (10) verbunden ist, eine integrierte Schaltelektronik (30) aufweist, die derart ausgebildet ist, dass sie über die wenigstens eine Übertragungsader (36, 38) ein Koordinationssignal bereitstellt oder weiterreicht, bevor oder während die Adaptervorrichtung (10) elektrische Energie aus einer ersten Traktionsbatterie des ersten Fahrzeugs (14, 18) empfängt und über die zweiten Ladebuchse (16, 12) einer zweiten Traktionsbatterie des zweiten Fahrzeugs (18, 14) zuführt, wobei das Koordinationssignal jeweilige Ladegeräte der Fahrzeuge (14, 18) koordiniert.Adapter device (10) for connecting a first charging socket (12) of a first electrically driven vehicle (14) with a charging column plug (22) belonging to a multi-core charging cable (20), which is designed for plugging into a charging column socket of a charging station, wherein the Adapter device (10) at one end has a coupling (26) and at the other end a plug (28), wherein the adapter device (10) is formed, at least one coordination signal between at least one transmission core (36, 38) of the charging cable (20) and the first charging socket ( 12), characterized in that the adapter device (10) for a connection operation, in which the first charging socket (12) of the first vehicle (14) with a second charging socket (16) of a second electrically driven vehicle (18) via the charging cable ( 20) and the adapter device (10) is connected to an integrated switching electronics (30), which is designed such that It provides or passes on a coordination signal via the at least one transmission core (36, 38) before or while the adapter device (10) receives electrical energy from a first traction battery of the first vehicle (14, 18) and via the second charging socket (16, 12 ) to a second traction battery of the second vehicle (18, 14), the coordination signal coordinating respective chargers of the vehicles (14, 18). Adaptervorrichtung (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltelektronik (30) derart ausgebildet ist, dass sie in einem ersten Übertragungsmodus elektrische Energie aus der ersten Traktionsbatterie des ersten Fahrzeugs (14) empfängt und über das an der Adaptervorrichtung (10) angeschlossene Ladekabel und die zweite Ladebuchse (16) der zweiten Traktionsbatterie des zweiten Fahrzeugs (18) zuführt und/oder in einem zweiten Übertragungsmodus elektrische Energie aus der zweiten Traktionsbatterie des zweiten Fahrzeugs (18) über das an der zweiten Ladebuchse (16) angeschlossene Ladekabel (20) empfängt und diese über die ersten Ladebuchse (12) der ersten Traktionsbatterie des ersten Fahrzeugs (14) zuführt.Adapter device (10) according to Claim 1 , characterized in that the switching electronics (30) is designed such that in a first transmission mode it receives electrical energy from the first traction battery of the first vehicle (14) and via the charging cable connected to the adapter device (10) and the second charging socket (16 ) of the second traction battery of the second vehicle (18) and / or in a second transmission mode receives electrical energy from the second traction battery of the second vehicle (18) via the charging cable (20) connected to the second charging socket (16) and via the first Charging socket (12) of the first traction battery of the first vehicle (14) supplies. Adaptervorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Adaptervorrichtung (10) ein Sicherungselement (34) aufweist, welches im Falle einer Überspannung an wenigstens einer Ader (36-48) des Ladekabels (20) einen Fluss von elektrischer Energie durch die Adaptervorrichtung (10) unterbindet.Adapter device (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the adapter device (10) has a securing element (34), which in the event of overvoltage on at least one core (36-48) of the charging cable (20) a flow of electrical energy prevented by the adapter device (10). Adaptervorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltelektronik (30) derart ausgebildet ist, als das Koordinationssignal ein solches bereitzustellen, mittels welchem sich die Adaptervorrichtung (10) wenigstens gegenüber einem der Fahrzeuge (14, 18) als eine elektrische Ladesäule ausgibt.Adapter device (10) according to any one of the preceding claims, characterized in that the switching electronics (30) is designed so as to provide the coordination signal, by means of which the adapter device (10) at least with respect to one of the vehicles (14, 18) as a electric charging station outputs. Adaptervorrichtung (10) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltelektronik (30) eine elektronische Recheneinrichtung aufweist.Adapter device (10) according to Claim 4 , characterized in that the switching electronics (30) comprises an electronic computing device. Adaptervorrichtung (10) nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Koordinationssignal, welches als ein Signal einer Ladesäule geformt ist, mittels einer Softwareemulation eines Ladesäulensteuerprogramms erzeugt wird.Adapter device (10) according to Claim 4 or 5 , characterized in that the at least one coordination signal, which is shaped as a signal of a charging station, is generated by means of a software emulation of a charging station control program. Adaptervorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Adaptervorrichtung (10) eine Schalteinheit (32) aufweist, welche dazu eingerichtet ist, eine Flussrichtung der elektrischen Energie zwischen dem ersten Fahrzeug (14) und dem zweiten Fahrzeug (18) umzuschalten.Adapter device (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the adapter device (10) has a switching unit (32) which is adapted to a flow direction of the electrical energy between the first vehicle (14) and the second vehicle (18). switch. Verfahren zum Laden einer ersten Traktionsbatterie eines ersten Fahrzeug (14) mittels der elektrischen Energie einer zweiten Traktionsbatterie eines zweiten Fahrzeugs (18), dadurch gekennzeichnet, dass für das Laden eine Adaptervorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche verwendet wird.A method for charging a first traction battery of a first vehicle (14) by means of the electrical energy of a second traction battery of a second vehicle (18), characterized in that for charging an adapter device (10) according to one of the preceding claims is used.
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