DE102017212678A1

DE102017212678A1 - Adapterkabel

Info

Publication number: DE102017212678A1
Application number: DE102017212678.7A
Authority: DE
Inventors: Andreas Lemke; Lutz Lackenmacher; Marcus Klink; Bastian Gröger
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2017-07-24
Filing date: 2017-07-24
Publication date: 2019-01-24

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Adapterkabel (1) zum Laden eines Elektrofahrzeugs (4), wobei das Adapterkabel (1) eine fahrzeugseitige Schnittstelle (2) und zwei ladesäulenseitige Schnittstellen (5a, 5b, 6a, 6b) aufweist, wobei in dem Adapterkabel (1) die beiden ladesäulenseitigen Schnittstellen (5a, 5b, 6a, 6b) in Reihe geschaltet sind, wobei das Adapterkabel (1) mindestens eine Logikeinheit (13) aufweist, die derart ausgebildet ist, eine Kommunikation des Elektrofahrzeugs (4) mit zwei Ladesäulen (8, 10) durchzuführen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Adapterkabel zum Laden eines Elektrofahrzeugs.
Elektrofahrzeuge müssen über eine geeignete Ladeinfrastruktur geladen werden, wobei unter Elektrofahrzeugen nachfolgend auch Hybridfahrzeuge verstanden werden sollen. Dabei wird prinzipiell zwischen zwei Ladearten unterschieden, nämlich dem induktiven Laden und dem kabelgebundenen Laden. Hierzu wird beispielsweise ein Ladekabel einer Ladesäule in eine Ladeschnittstelle eines Fahrzeugs gesteckt. Die bisher aufgebauten Ladesäulen, die mit Gleichspannung laden, weisen typischerweise eine Nennspannung von 400 V auf. Insbesondere um die Reichweite von Elektrofahrzeugen zu erhöhen, sind jedoch Traktionsbatterien mit höheren Nennspannungen wie beispielsweise 800 V zu bevorzugen.
Aus der DE 10 2015 101 094 1 ist ein Verfahren zum Laden einer von einem Fahrzeug umfassten Batterie durch eine Batterieladestation bekannt, die einen elektrischen Strom mit einer ersten Gleichspannungslage bereitstellt, bei dem der von der Batterieladestation ausgegebene Strom mit der ersten Gleichspannungslage in ein Ladegerät des Fahrzeugs eingespeist wird, wobei innerhalb des Ladegerätes der elektrische Strom mit der ersten Gleichspannungslage in einen zweiten elektrischen Strom mit einer zum Laden der Batterie des Fahrzeug benötigten zweiten Gleichspannungslage umgewandelt und anschließend der Batterie zugeführt wird, was vorzugsweise durch einen Gleichspannungswandler erfolgt. Somit kann mit einer 400 V Ladesäule eine 800 V Traktionsbatterie aufgeladen werden. Nachteilig sind das große Gewicht und die Kosten für den Aufwärtswandler.
Aus der DE 10 2015 004 119 A1 ist ein Kraftfahrzeug mit einem elektrischen Energiespeicher, einer ersten fahrzeugseitigen Ladeschnittstelle und einer zweiten fahrzeugseitigen Ladeschnittstelle bekannt, wobei die erste und die zweite Ladeschnittstelle mit dem elektrischen Energiespeicher gekoppelt sind und zum parallelen Laden des elektrischen Energiespeichers mit jeweils einer fahrzeugexternen Ladevorrichtung koppelbar sind. Dabei sind die erste und zweite Ladeschnittstelle einheitlich ausgestaltet, sodass die erste Ladeschnittstelle mittels des gleichen Kopplungsprinzips mit der ersten Ladevorrichtung koppelbar ist wie die zweite Ladeschnittstelle mit der zweiten Ladevorrichtung.
Der Erfindung liegt das technische Problem zugrunde, den Ladevorgang für ein Elektrofahrzeug mit einer Traktionsbatterie mit einer höheren Nennspannung als die Nennspannung einer Ladestation zu vereinfachen.
Die Lösung des technischen Problems ergibt sich durch ein Adapterkabel mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Das Adapterkabel zum Laden eines Elektrofahrzeugs weist eine fahrzeugseitige Schnittstelle und zwei ladesäulenseitige Schnittstellen auf, wobei in dem Adapterkabel die beiden ladesäulenseitigen Schnittstellen in Reihe geschaltet sind, wobei das Adapterkabel mindestens eine Logikeinheit aufweist, die derart ausgebildet ist, eine Kommunikation des Elektrofahrzeugs mit zwei Ladesäulen durchzuführen. Somit kann auf sehr einfache Weise dem Elektrofahrzeug eine Ladeinfrastruktur mit der doppelten Nennspannung im Vergleich zu einer einzigen Ladesäule zur Verfügung gestellt werden.
In einer Ausführungsform weist das Adapterkabel mechanische und/oder elektromechanische Verriegelungen auf. Der Vorteil von mechanischen Verriegelungen ist, dass diese keine Energiequelle benötigen. Der Vorteil von elektromechanischen Verriegelungen ist, dass mit diesen der Verriegelungsvorgang automatisiert werden kann. Beide Verriegelungsarten können jedoch auch kombiniert werden, sodass beispielsweise zunächst mechanisch verriegelt wird und anschließend, wenn eine Verbindung zur Ladestation besteht, die elektromechanische Verriegelung erfolgt.
In einer weiteren Ausführungsform ist hierzu in dem Adapterkabel eine Hilfsenergiequelle angeordnet, die einen Anschluss zur Hochvoltseite aufweist. Prinzipiell könnte aber auch eine separate Batterie in dem Adapterkabel angeordnet sein oder aber dieser weist einen separaten Netzanschluss zur Versorgung der elektromechanischen Verriegelung und gegebenenfalls weiterer elektrischer Komponenten auf.
In einer weiteren Ausführungsform ist das Logikteil derart ausgebildet, einen Einsteckvorgang in die ladesäulenseitigen Schnittstellen des Adapterkabels zu erfassen, wobei ein Ladevorgang nur freigegeben wird, wenn in beiden ladesäulenseitigen Schnittstellen eine Gegenschnittstelle erfasst wird. Dies erhöht die Sicherheit, da ansonsten Pins der nicht beschalteten ladesäulenseitigen Schnittstelle spannungsführend wären.
In einer weiteren Ausführungsform ist durch mindestens einen elektromechanischen Schalter die Reihenschaltung im Adapterkabel galvanisch auftrennbar. Dies kann gegebenenfalls für Isolationswiderstandsmessungen der Ladesäulen notwendig sein.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Die Figuren zeigen:

1 eine schematische Darstellung der Verschaltung in einem Adapterkabel und
2 eine schematische Darstellung der Kommunikation durch das Ladekabel.

In der 1 ist schematisch die Leistungsverteilung eines Adapterkabels 1 dargestellt. Das Adapterkabel 1 weist eine fahrzeugseitige Schnittstelle 2 auf, die dazu geeignet ist, in eine Schnittstelle 3 eines Elektrofahrzeugs 4 eingesteckt zu erden. Des Weiteren weist das Adapterkabel 1 eine erste ladesäulenseitige Schnittstelle 5a, 5b und eine zweite ladesäulenseitige Schnittstelle 6a, 6b auf. In die erste ladesäulenseitige Schnittstelle 5a, 5b kann ein Ladekabel 7a, 7b einer ersten Ladesäule 8 eingesteckt werden. In die zweite ladesäulenseitige Schnittstelle 6a, 6b kann ein Ladekabel 9a, 9b einer zweiten Ladesäule 10 eingesteckt werden. Weiter weist das Adapterkabel 1 mechanische Verriegelungen 11 auf. Dabei ist der Minusanschluss 5b der ersten ladesäulenseitigen Schnittstelle 5a, 5b mit dem Plusanschluss 6a der zweiten ladesäulenseitigen Schnittstelle 6a, 6b über einen elektromechanischen Schalter 12 verbunden, sodass an der fahrzeugseitigen Schnittstelle 2 die Summe der Spannungen der ersten Ladesäule 8 und der zweiten Ladesäule 10 anliegt, wobei der elektromechanische Schalter 12 im Regelfall geschlossen ist. Somit kann mittels zwei 400 V Ladesäulen eine 800 V Traktionsbatterie geladen werden.
In der 2 ist die Kommunikation des Adapterkabels 1 dargestellt. Das Adapterkabel 1 weist hierzu eine Logikeinheit 13 auf, die wie ein Splitter arbeitet. Hierzu teilt die Logikeinheit 13 die Kommunikationssignale 15 vom Elektrofahrzeug 4 in Signale 14a, 14b für die beiden Ladesäulen 8, 10 auf bzw. führt die Signale von den Ladesäulen 8, 10 zusammen. Die Logikeinheit 13 steuert darüber hinaus den elektromechanischen Schalter 12 an. Des Weiteren ist die Logikeinheit 13 derart ausgebildet, dass die Logikeinheit 13 den Ladevorgang erst freigibt, wenn beide Ladekabel 7a, 7b, 9a, 9b in die zugehörigen Schnittstellen 5a, 5b, 6a, 6b gesteckt sind.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 1020151010941 [0003]
DE 102015004119 A1 [0004]

Claims

Adapterkabel (1) zum Laden eines Elektrofahrzeugs (4), wobei das Adapterkabel (1) eine fahrzeugseitige Schnittstelle (2) und zwei ladesäulenseitige Schnittstellen (5a, 5b, 6a, 6b) aufweist, wobei in dem Adapterkabel (1) die beiden ladesäulenseitigen Schnittstellen (5a, 5b, 6a, 6b) in Reihe geschaltet sind, wobei das Adapterkabel (1) mindestens eine Logikeinheit (13) aufweist, die derart ausgebildet ist, eine Kommunikation des Elektrofahrzeugs (4) mit zwei Ladesäulen (8, 10) durchzuführen.
Adapterkabel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Adapterkabel (1) mechanische und/oder elektromechanische Verriegelungen (11) aufweist.
Adapterkabel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Adapterkabel (1) eine Hilfsenergiequelle angeordnet ist, die einen Anschluss zur Hochvoltseite aufweist.
Adapterkabel nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Logikeinheit (13) derart ausgebildet ist, einen Einsteckvorgang in die ladesäulenseitigen Schnittstellen (5a, 5b, 6a, 6b) zu erfassen, wobei ein Ladevorgang nur freigegeben wird, wenn in beiden ladesäulenseitigen Schnittstellen (5a, 5b, 6a, 6b) eine Gegenschnittstelle erfasst wird.
Adapterkabel nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass durch mindestens einen elektromechanischen Schalter (12) die Reihenschaltung im Adapterkabel (1) galvanisch auftrennbar ist.