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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Ladefahrzeug zum Laden eines Elektrofahrzeugs mit den Merkmalen nach Anspruch 1 und ein Verfahren zum Laden eines Elektrofahrzeugs mit den Merkmalen nach Anspruch 8.
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Fahrzeuge, die rein elektrisch fahren, setzen sich mehr und mehr durch. Die Akkumulatoren dieser Fahrzeuge müssen geladen werden, was einige Zeit in Anspruch nimmt. Dazu wird das Elektrofahrzeug mit einer Ladestation verbunden. Sobald das Elektrofahrzeug vollständig geladen ist, kann dieses die Ladestation verlassen. Dies ist häufig nicht der Fall, da es z. B. über Nacht angeschlossen bleibt. Dadurch wird die Ladesäule für andere Elektrofahrzeuge blockiert.
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Aus
DE 10 2013 204 906 A1 ist eine Vorrichtung zur Positionierung eines Fahrzeugs über einer Primärspule zum induktiven Laden einer aufladbaren Batterie des Fahrzeugs bekannt. Dabei wird das Fahrzeug mit Hilfe von Kameras und einer Steuervorrichtung derart gesteuert, dass es über der Primärspule zum induktiven Laden zum Stehen kommt.
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Der vorliegenden Erfindung liegt ausgehend vom Stand der Technik die Aufgabe zu Grunde, eine verbesserte Möglichkeit zum Laden eines Elektrofahrzeugs vorzuschlagen. Dabei soll das Elektrofahrzeug unabhängig von seiner Parkposition geladen werden können.
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Die vorliegende Erfindung schlägt ausgehend von der vorgenannten Aufgabe ein Ladefahrzeug zum Laden eines Elektrofahrzeugs mit den Merkmalen nach Patentanspruch 1 und ein Verfahren zum Laden eines Elektrofahrzeugs mit den Merkmalen nach Anspruch 8 vor. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen gehen aus den Unteransprüchen hervor.
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Ein Ladefahrzeug zum Laden eines Elektrofahrzeugs weist ein Ladesystem, einen Laderegler, eine Steuereinrichtung und ein Kontaktsystem auf. Das Ladesystem ist verbunden mit dem Laderegler und dem Kontaktsystem, wobei das Kontaktsystem zur Versorgung des Ladefahrzeugs mit elektrischer Energie dient. Das Ladesystem ist ein kontaktloses Ladesystem. Das Ladefahrzeug ist mittels der Steuereinrichtung in einer Längsrichtung und in einer Querrichtung steuerbar und ist mittels dieser Steuereinrichtung an einer Ladeposition positionierbar. Das Elektrofahrzeug ist beispielsweise ein PKW, NKW, E-Roller, E-Motorrad oder E-Bike:
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Das Ladefahrzeug ist derart bemessen und ausgeformt, dass dieses unter ein Elektrofahrzeug fahren kann. In anderen Worten ist das Ladefahrzeug sehr niedrig ausgeformt. Die Höhe des Parkierfahrzeugs sollte dabei eine maximale Abmessung von ca. 110mm nicht überschreiten. Das Ladefahrzeug kann beispielsweise drei oder mehr Räder oder ein Kettenlaufwerk aufweisen, um sich fortzubewegen. Das Ladefahrzeug wird elektrisch angetrieben und weist zu diesem Zweck einen elektrischen Antriebsstrang auf. Dieser kann beispielsweise mittels radindividueller E-Motoren ausgebildet sein, z. B. mittels Radnabenmotoren. Das Ladesystem des Ladefahrzeugs weist einen Speicher für elektrische Energie, z. B. einen oder mehrere Akkumulatoren auf. Dieses Ladesystem ist derart ausgeformt, dass es ein kontaktloses Laden eines Elektrofahrzeugs durchführen kann. Dazu weist das Ladesystem z. B. eine Induktionsspule auf, mittels welcher das Elektrofahrzeug kontaktlos geladen werden kann.
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Der Laderegler des Ladefahrzeugs ist mit dem Ladesystem verbunden. Dabei überwacht der Laderegler den Ladestand des Ladesystems, d. h. wie viel Energie in dem elektrischen Energiespeicher vorhanden ist. Der Laderegler regelt, wie viel Energie aus dem Energiespeicher des Ladesystems entnommen wird und wie viel Energie in diesen geladen wird. Zudem überwacht der Laderegler einen Ladevorgang des Elektrofahrzeugs, wenn dieses mittels des Ladefahrzeugs geladen wird. Der Laderegler kann mit der Steuereinrichtung kabellos oder kabelgebunden verbunden sein.
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Das Kontaktsystem ist ebenfalls mit dem Ladesystem verbunden. Das Kontaktsystem dient zur Versorgung des Ladefahrzeugs mit elektrischer Energie. Das Kontaktsystem kann beispielsweise ein Steckersystem sein, mittels welchem das Ladefahrzeug mit einer Steckdose verbunden werden kann. Dieses Steckersystem kann derart ausgeformt sein, dass sich dieses automatisiert mit einer elektrischen Energieversorgung oder genauer mit der Steckdose verbinden kann. Mittels des Kontaktsystems wird also elektrische Energie in das Ladesystem des Ladefahrzeugs geladen, wobei die Energiezufuhr mittels des Ladereglers geregelt wird. Das Kontaktsystem kann beispielsweise mit der Steuereinrichtung kabellos oder kabelgebunden verbunden sein und von der Steuereinrichtung angesteuert werden, um sich mit der Steckdose zu verbinden, wenn das Ladefahrzeug in der Ladeposition positioniert ist. Alternativ dazu kann sich das Kontaktsystem selbsttätig mit der Steckdose verbinden, wenn das Ladefahrzeug in der Ladeposition positioniert ist.
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Die Steuereinrichtung des Ladefahrzeugs dient dazu, das Fahrzeug in eine Längsrichtung und in eine Querrichtung zu steuern. Die Längsrichtung ist diejenige Richtung, die von einer Längsachse das Ladefahrzeugs definiert ist. Die Querrichtung ist diejenige Richtung, die von einer Querachse des Ladefahrzeugs definiert ist. Das Fahrzeug kann in anderen Worten auf einer Fahrbahnoberfläche in verschiedene Richtungen fahren. Die Steuereinrichtung steuert also die Räder oder das Kettenlaufwerk des Ladefahrzeugs an und kann diese ausrichten, z. B. Lenkwinkel einstellen. Zudem kann die Steuereinrichtung eine Beschleunigung des Ladefahrzeugs steuern und kann den elektrischen Antrieb des Ladefahrzeugs ansteuern. Die Steuereinrichtung ist in anderen Worten derart ausgeformt, dass mittels dieser das Ladefahrzeug automatisiert oder autonom fahren kann.
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Dabei heißt autonomes Fahren, dass das Parkierfahrzeug seine eigene Wegfindung durchführt, indem es z. B. mittels Sensoren sein Umfeld wahrnimmt und überwacht und ausgehend von den Sensordaten seinen Fahrweg festlegt. Automatisiertes Fahren ist im Gegensatz dazu vergleichbar mit einem ferngesteuerten Fahren. Dabei erhält das Parkierfahrzeug mittels seiner Kommunikationsvorrichtung von z. B. einer Zentraleinrichtung eine Fahrwegvorgabe und fährt diesen Fahrweg ab. Zusätzlich kann die Zentraleinrichtung Steuerbefehle an das Parkierfahrzeug übermitteln und die Steuereinrichtung des Parkierfahrzeugs ansteuern.
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Das Ladefahrzeug ist mittels der Steuereinrichtung an der Ladeposition positionierbar. Das Ladefahrzeug kann also derart gesteuert werden, dass es zur Ladeposition bewegt wird und an der Ladeposition zum Stehen kommt. Die Ladeposition ist dabei diejenige Position unterhalb des Elektrofahrzeugs, an welcher ein kontaktloser, d. h. induktiver Ladevorgang erfolgt oder erfolgen kann. In anderen Worten wird das Ladesystem so unterhalb des Akkumulators des Elektrofahrzeugs angeordnet, dass der Akkumulator des Elektrofahrzeugs kontaktlos geladen werden kann. Das Elektrofahrzeug steht dabei an einer festen Position und ist vorzugsweise geparkt. Beispielsweise kann das Elektrofahrzeug sich auf einem Parkplatz oder in einem Parkhaus befinden und dort abgestellt sein.
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Der Ladevorgang wird mittels des Ladereglers überwacht. Sobald dieser den Abschluss des Ladevorgangs feststellt, kann das Ladefahrzeug wegbewegt werden. Dabei steuert die Steuereinrichtung das Ladefahrzeug von der Ladeposition weg. Alternativ dazu kann das Elektrofahrzeug ein Signal geben, dass der Ladevorgang abgeschlossen ist. Wiederum steuert die Steuereinrichtung das Ladefahrzeug von der Ladeposition weg. Der Ladevorgang des Elektrofahrzeugs ist dann abgeschlossen, wenn der Akkumulator des Elektrofahrzeugs einen vorbestimmten Ladestand erreicht hat. Dieser Ladestand kann beispielsweise einem vollständig geladenen oder einem teilgeladenen Akkumulator entsprechen. Z. B. kann der Akkumulator nur zu 3/4, zu 2/3, zu 1/2 o.ä. geladen werden.
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Vorteilhaft ist, dass das Ladefahrzeug zum kontaktlosen Laden verschiedener Elektrofahrzeuge genutzt werden kann. Sobald der Ladevorgang eines Elektrofahrzeugs abgeschlossen ist, wird das Ladefahrzeug von der Ladeposition dieses Elektrofahrzeugs wegbewegt zu einem weiteren Elektrofahrzeug, das noch geladen werden muss, und wird dort an der Ladeposition dieses weiteren Elektrofahrzeugs positioniert. Dadurch bleibt ein zu ladendes Elektrofahrzeug nicht unnötig lange an einer Ladestation angeschlossen, denn das Ladefahrzeug stellt eine sich bewegende Ladestation dar. Somit wird ein Blockieren der Ladestation durch ein bereits geladenes Elektrofahrzeug verhindert.
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Zudem ist vorteilhaft, dass das Ladefahrzeug aufgrund seines kontaktlosen Ladesystems nicht alle verschiedenen Steckerstandards aufweisen muss, die derzeit genutzt werden, um Elektrofahrzeuge zum Laden mit einer Ladestation zu verbinden. Weiterhin können an Parkplätzen oder in Parkhäusern herkömmliche Steckdosen verwendet werden, mit welchen sich das Ladefahrzeug mittels seines Kontaktsystems verbinden kann.
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Außerdem ist vorteilhaft, dass die zu ladenden Fahrzeuge keine eigene Intelligenz aufweisen müssen, um sich zur Ladestation hinzubewegen und um sich von der Ladestation wegzubewegen, wenn deren Ladevorgang abgeschlossen ist. Dadurch können die Herstellungskosten für die Elektrofahrzeuge geringer gehalten werden als bei Elektrofahrzeugen, die über eine Intelligenz verfügen.
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Nach einer Ausführungsform weist das Ladefahrzeug zusätzlich eine Kommunikationsvorrichtung zum Senden und Empfangen von Daten auf, die mit der Steuereinrichtung verbunden ist. Diese Kommunikationsvorrichtung dient zur Kommunikation des Ladefahrzeugs mit externen Systemen, z. B. mit dem Elektrofahrzeug und mit einer Zentraleinrichtung, z. B. einer Steuerzentrale, die eine Parkraumüberwachung sein kann, oder einer Cloud. Zur Kommunikation bedient sich die Kommunikationsvorrichtung vorzugsweise eines Funkstandards. Mittels der Kommunikationsvorrichtung kann also ein Datenaustausch zwischen dem Ladefahrzeug und dem externen System erfolgen. Die Kommunikationsvorrichtung ist mit der Steuereinrichtung verbunden. Diese Verbindung kann kabellos oder kabelgebunden sein. Mittels der Verbindung ist ein Datenaustausch zwischen der Kommunikationsvorrichtung und der Steuereinrichtung möglich.
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Beispielsweise kann die Zentraleinrichtung mittels der Kommunikationsvorrichtung an das Ladefahrzeug Positionsdaten senden, an welchen sich ein zu ladendes Elektrofahrzeug befindet und zu welchen sich das Ladefahrzeug hinbewegen kann. Weiterhin kann die Zentraleinrichtung das Ladefahrzeug fernsteuern, indem es an die Steuereinrichtung Daten sendet, wie sich das Ladefahrzeug von seiner Ausgangsposition zu dem zu ladenden Elektrofahrzeug bewegen muss. Dabei übernimmt die Steuereinrichtung immer noch die Steuerung des Ladefahrzeugs in Längsrichtung und in Querrichtung sowie die Beschleunigung, jedoch übernimmt die Zentraleinrichtung die Fahrwegbestimmung. Beispielsweise kann die Zentraleinrichtung Steuerbefehle an die Steuereinrichtung senden, wenn z. B. um eine Kurve gefahren werden muss.
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Beispielsweise kann das Elektrofahrzeug mittels der Kommunikationsvorrichtung Daten an das Ladefahrzeug senden, dass ein Ladevorgang durchgeführt werden soll, oder dass ein Ladevorgang abgeschlossen ist. Beispielsweise kann das Ladefahrzeug an die Zentraleinrichtung und/oder an das Elektrofahrzeug Daten senden, dass es einen Ladevorgang durchführen wird, durchführt oder abgeschlossen hat. Falls an dem Ladefahrzeug eine Störung vorliegt, kann dies der Zentraleinrichtung mittels der Kommunikationsvorrichtung ebenfalls mitgeteilt werden. Zudem kann das Ladefahrzeug mittels der Kommunikationsvorrichtung z. B. seine Positionsdaten an die Zentraleinrichtung senden. Diese Positionsdaten werden mittels einer Positionsbestimmungsvorrichtung ermittelt, die das Ladefahrzeug aufweisen kann. Diese kann beispielsweise ein Indoor-Navigationssystem, ein Navigationssystem oder ein GPS-System sein.
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Nach einer weiteren Ausführungsform steuert die Steuereinrichtung das Ladefahrzeug ausgehend von durch die Kommunikationsvorrichtung empfangenen Daten. Dabei empfängt die Kommunikationsvorrichtung von der Zentraleinrichtung Daten bezüglich des zu ladenden Elektrofahrzeugs und bezüglich eines Fahrwegs. Das Ladefahrzeug empfängt in anderen Worten Positionsdaten des zu ladenden Elektrofahrzeugs, d. h. an welcher Position sich das zu ladende Elektrofahrzeug befindet. Außerdem empfängt das Ladefahrzeug Fahrwegdaten über den Fahrweg, den das Ladefahrzeug zurücklegen muss, um zu dem zu ladenden Elektrofahrzeug bis hin zur Ladeposition zu gelangen. Das Ladefahrzeug kann mittels der Kommunikationsvorrichtung seine Positionsdaten an die Zentraleinrichtung senden.
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Die Steuereinrichtung steuert das Ladefahrzeug entlang des Fahrwegs, der von der Zentraleinrichtung vorgegeben ist, in Längsrichtung und in Querrichtung und beschleunigt das Ladefahrzeug. In anderen Worten liegt die Navigation des Ladefahrzeugs bei der Zentraleinrichtung.
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Nach einer weiteren Ausführungsform weist das Ladefahrzeug zusätzlich ein Sensorsystem zur Umfelderkennung auf, das mit der Steuereinrichtung verbunden ist. Das Sensorsystem dient dazu Umfelddaten des Ladefahrzeugs zu bestimmen. Das Sensorsystem kann beispielsweise ein Radarsystem, ein Kamerasystem oder ein Lidarsystem oder eine Kombination dieser Systeme sein. Selbstverständlich kann das Sensorsystem auch ein anderes geeignetes Sensorsystem zur Umfelderkennung sein. Umfelddaten sind also Daten, die das unmittelbare Fahrzeugumfeld betreffen, beispielsweise werden Hindernisse, Markierungen, unbefahrbare Strecken o. ä. erkannt. Das Sensorsystem ist dabei ähnlich ausgeformt wie ein Sensorsystem, das ein autonom fahrender PKW zur Umfelderkennung aufweist. Das Sensorsystem ist mit der Steuereinrichtung entweder kabellos oder kabelgebunden verbunden, so dass ein Datenaustausch zwischen dem Sensorsystem und der Steuereinrichtung erfolgen kann.
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Das Sensorsystem kann entweder eine eigene Auswertevorrichtung aufweisen, um die ermittelten Umfelddaten auszuwerten, so dass nur die ausgewerteten Umfelddaten an die Steuereinrichtung gesendet werden, oder die Steuereinrichtung kann die Auswertung der ermittelten Umfelddaten übernehmen, wobei das Sensorsystem die ermittelten (Roh-)Daten an die Steuereinrichtung weiterleitet.
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Nach einer weiteren Ausführungsform steuert die Steuereinrichtung das Ladefahrzeug ausgehend von den Umfelddaten, die von dem Sensorsystem zur Umfelderkennung ermittelt werden. Das Sensorsystem erkennt die unmittelbare Umgebung des Ladefahrzeugs. Es stellt fest, wo sich Hindernisse und Unebenheiten befinden, ob es Fahrbahnmarkierungen gibt, und wo sich diese befinden. Außerdem stellt es fest, ob Streckenabschnitte auf dem Fahrweg liegen, die nicht befahrbar sind (z. B. Treppen, Kanten, Absätze).
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Wird nun dem Ladefahrzeug die Position des zu ladenden Elektrofahrzeugs mittels der Kommunikationsvorrichtung mitgeteilt, kann sich das Ladefahrzeug mittels seines Sensorsystems im Raum orientieren und seinen Fahrweg zu dem zu ladenden Elektrofahrzeug bis hin zu der Ladeposition ausgehend von den Umfelddaten, die von dem Sensorsystem ermittelt werden, selbst festlegen. Das Ladefahrzeug kann somit entlang des Fahrwegs zu dem zu ladenden Elektrofahrzeug automatisiert oder autonom fahren. Beispielsweise kann der Fahrweg zusätzlich von der Zentraleinrichtung vorgegeben werden, was bereits in der vorherigen Beschreibung beschrieben wurde.
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Die Umfelddaten des Sensorsystems werden von dem Ladefahrzeug in diesem Fall dazu genutzt, um diesen Fahrweg sicher und kollisionsfrei abzufahren. Das Ladefahrzeug kann also entweder selbst seinen Fahrweg finden oder diesen von der Zentraleinrichtung mittels der Kommunikationsvorrichtung mitgeteilt bekommen und diesen mittels der Umfelddaten des Sensorsystem plausibilisieren.
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Nach einer weiteren Ausführungsform ist die Steuereinrichtung mit dem Ladesystem verbunden und steuert das Ladesystem an. Diese Verbindung kann entweder kabellos oder kabelgebunden sein. Das Steuersystem kann das Ladesystem beispielsweise aktivieren oder deaktivieren. Wenn das Steuersystem das Ladefahrzeug an der Ladeposition positioniert hat, kann das Steuersystem anschließend das Ladesystem ansteuern, und einen Ladevorgang des zu ladenden Elektrofahrzeugs initiieren. Zudem kann die Steuereinrichtung ausgehend von den Daten des Ladereglers den Ladevorgang abbrechen, wenn der Laderegler mit der Steuereinrichtung verbunden ist und meldet, dass ein vorbestimmter Ladestand des zu ladenden Elektrofahrzeugs erreicht ist.
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Nach einer weiteren Ausführungsform ist das Ladefahrzeug derart bemessen, dass dieses unter das zu ladende Elektrofahrzeug fahrbar ist. Das Ladefahrzeug ist also sehr niedrig, d. h. flach ausgeformt. Dabei kann sich die Abmessung einer Höhe des Ladefahrzeugs an einer Mindestbodenfreiheit von Elektrofahrzeugen orientieren. Diese Mindestbodenfreiheit kann beispielsweise ca. 110 mm betragen.
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Bei einem Verfahren zum Laden eines Elektrofahrzeugs mittels eines Ladefahrzeugs, das bereits in der vorherigen Beschreibung beschrieben wurde, wird das Ladefahrzeug mittels der Steuereinrichtung ausgehend von Umfelddaten und/ oder ausgehend von mit der Kommunikationseinrichtung empfangenen Daten zu der Ladeposition gesteuert. Das Ladefahrzeug fährt dabei automatisiert oder autonom entlang eines Fahrwegs. Das Ladefahrzeug kann seinen Fahrweg entweder selbst ermitteln und dabei allein von seinen ermittelten und ausgewerteten Umfelddaten ausgehen, oder es kann seinen Fahrweg mittels der Kommunikationsvorrichtung von einer Zentraleinrichtung vorgegeben bekommen, wobei das Ladefahrzeug zusätzlich die Umfelddaten nutzen kann, um den Fahrweg zu plausibilisieren oder abzusichern. In anderen Worten fährt das Ladefahrzeug auf das zu ladende Elektrofahrzeug und auf die Ladeposition zu. Die Steuereinrichtung steuert dabei das Ladefahrzeug in eine Längsrichtung und in eine Querrichtung und veranlasst eine Beschleunigung oder ein Abbremsen des Ladefahrzeugs.
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Das Ladefahrzeug wird ausgehend von Umfelddaten und/ oder ausgehend von mit der Kommunikationseinrichtung empfangenen Daten mittels der Steuereinrichtung an der Ladeposition unter dem zu ladenden Elektrofahrzeug positioniert. In der Ladeposition ist ein kontaktloses Laden des Akkumulators des Elektrofahrzeugs ermöglicht. Das Ladefahrzeug baut mittels des Kontaktsystems Kontakt zu einer elektrischen Energieversorgung auf und wird mit elektrischer Energie versorgt. Das Kontaktsystem kann sich dabei entweder automatisch mit der elektrischen Energieversorgung verbinden oder es kann von der Steuereinrichtung angesteuert werden, sobald sich das Ladefahrzeug an der Ladeposition befindet, um sich mit der elektrischen Energieversorgung zu verbinden. Ist das Ladefahrzeug mit der elektrischen Energieversorgung verbunden, wird der Energiespeicher des Ladesystems, das mit dem Kontaktsystem verbunden ist, mit elektrischer Energie geladen. Diese elektrische Energie dient zum einen zur Versorgung des Ladefahrzeugs selbst, zum anderen, um den Akkumulator des Elektrofahrzeugs aufzuladen. Der Ladestand des Ladesystems wird dabei mittels des Ladereglers überwacht. Dieser regelt wie viel Energie in den Energiespeicher des Ladesystems geladen wird und wie viel Energie diesem entnommen wird
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Das Ladesystem überträgt dann kontaktlos elektrische Energie in das Elektrofahrzeug, z. B. mittels Induktion, und lädt dieses. Der Laderegler überwacht das Laden des Elektrofahrzeugs. Der Ladestand des Elektrofahrzeugs wird dabei von dem Laderegler indirekt überwacht, ausgehend von der aus dem Energiespeicher des Ladesystems abgegebenen Energiemenge. Das Laden des Elektrofahrzeugs wird beendet, sobald dieses einen vorbestimmten Ladestand erreicht hat. Dabei kann der Laderegler entweder das Laden des Elektrofahrzeugs selbsttätig beenden, wenn der vorbestimmte Ladestand erreicht ist, oder er gibt Daten an die Steuereinrichtung weiter, dass der vorbestimmte Ladestand des Elektrofahrzeugs erreicht ist, und die Steuereinrichtung beendet das Laden des Elektrofahrzeugs. Alternativ dazu kann das Elektrofahrzeug an das Ladefahrzeug mittels der Kommunikationsvorrichtung melden, dass es einen vorbestimmten Ladestand erreicht hat, woraufhin der Ladevorgang beendet wird.
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Ist der vorbestimmte Ladestand des Elektrofahrzeugs erreicht, wird der Kontakt zwischen dem Kontaktsystem des Ladefahrzeugs und der elektrischen Energieversorgung abgebrochen. Das Ladefahrzeug wird also von der elektrischen Energieversorgung getrennt. Beispielsweise kann dies automatisiert geschehen. Das Ladefahrzeug wird abschließend mittels der Steuereinrichtung ausgehend von Umfelddaten und/ oder ausgehend von mit der Kommunikationseinrichtung empfangenen Daten von der Ladeposition weg gesteuert. Dies erfolgt auf die gleiche Art und Weise wie die Ladeposition eingenommen wurde.
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Anschließend kann sich das Ladefahrzeug zu einem weiteren Elektrofahrzeug bewegen, dessen Akkumulator geladen werden muss. Dieses Verfahren bietet dabei dieselben Vorteile, die auch das Ladefahrzeug aufweist.
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Nach einer Ausführungsform wird das Positionieren des Ladefahrzeugs an der Ladeposition von der Steuereinrichtung initiiert ausgehend von Daten, die mittels der Kommunikationsvorrichtung empfangen werden. Beispielsweise kann das zu ladende Elektrofahrzeug dem Ladefahrzeug mittels der Kommunikationsvorrichtung mitteilen, dass ein Ladevorgang durchgeführt werden soll. Alternativ dazu kann das Elektrofahrzeug einer Zentraleinrichtung mitteilen, dass ein Ladevorgang durchgeführt werden soll, wobei die Zentraleinrichtung dies an das Ladefahrzeug mittels der Kommunikationsvorrichtung weitergibt. Wiederum alternativ dazu kann die Zentraleinrichtung dem Ladefahrzeug mittels der Kommunikationsvorrichtung direkt mitteilen, dass an dem zu ladenden Elektrofahrzeug ein Ladevorgang durchgeführt werden soll. Davon ausgehend wird das Ladefahrzeug gestartet und an die Ladeposition bewegt.
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Anhand der im Folgenden erläuterten Figuren werden verschiedene Ausführungsbeispiele und Details der Erfindung näher beschrieben. Es zeigen:
- 1 eine schematische Darstellung eines Ladefahrzeugs, das einen Ladevorgang durchführt, nach einem Ausführungsbeispiel, und
- 2 eine schematische Darstellung des Ladefahrzeugs nach dem Ausführungsbeispiel aus 1.
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1 zeigt eine schematische Darstellung eines Ladefahrzeugs 1, das einen Ladevorgang durchführt, nach einem Ausführungsbeispiel. Das Ladefahrzeug 1 weist ein Ladesystem 3, einen Laderegler 4, eine Steuereinrichtung 5, ein Kontaktsystem 6, ein hier nicht dargestelltes Sensorsystem und eine hier nicht dargestellte Kommunikationsvorrichtung auf. Das Ladesystem 3 ist verbunden mit dem Kontaktsystem 6 und mit dem Laderegler 4. Die Steuereinrichtung 5 ist verbunden mit dem Laderegler 4, mit dem Ladesystem 3, mit dem Kontaktsystem 6 sowie mit der Kommunikationsvorrichtung und dem Sensorsystem. Das ist genauer dargestellt in 2. Das Ladefahrzeug 1 weist zudem Räder auf, um sich entlang einer Fahrbahnoberfläche bewegen zu können. Außerdem weist das Ladefahrzeug 1 einen elektrischen Antriebsstrang auf. Dieser ist verbunden mit dem Ladesystem 3. Das Ladefahrzeug 1 ist sehr niedrig ausgeformt, so dass es unter das hier dargestellte Elektrofahrzeug 2 fahren kann.
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Hier dargestellt befindet sich das Ladefahrzeug 1 an einer Ladeposition 7. In dieser Ladeposition 7 ist es dem Ladefahrzeug 1 möglich, einen Akkumulator des Elektrofahrzeugs 2 zu laden. Dazu ist das Ladesystem 3 derart ausgeformt, dass es ein kontaktloses Laden des Elektrofahrzeugs 2 durchführen kann. Das Ladesystem 3 weist also eine Induktionsspule auf.
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Das Ladefahrzeug 1 ist mittels des Kontaktsystems 6 mit einer elektrischen Energieversorgung 10 verbunden. Dies kann beispielsweise ein Stecker-Steckdose-System sein. Dabei ist das Kontaktsystem 6 zum Beispiel als Stecker ausgebildet, der sich mit einer Steckdose, welche elektrische Energie bereitstellen kann, verbinden kann. Dieses Verbinden des Kontaktsystems 6 mit der elektrischen Energieversorgung 10 kann beispielsweise vollständig automatisiert erfolgen. Sobald das Ladefahrzeug 1 an der Ladeposition 7 angekommen und dort positioniert ist, verbindet sich das Kontaktsystem 6 automatisiert mit der elektrischen Energieversorgung 10. Über die elektrische Energieversorgung 10 wird das Ladefahrzeug 1 mit elektrischer Energie versorgt. Diese wird in einem elektrischen Energiespeicher des Ladesystems 3 zwischengespeichert. Die elektrische Energie dient zum einen zur Versorgung des Ladefahrzeugs 1 und zum anderen zum Laden des Elektrofahrzeugs 2.
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Der Laderegler 4 überwacht hierbei das Laden des Elektrofahrzeugs 2 sowie das Laden des Ladesystems 3. Der Laderegler 4 regelt also, wie viel Energie in den elektrischen Energiespeicher des Ladesystems 3 eingespeist wird und wie viel Energie von diesem Ladesystem 3 an das Elektrofahrzeug 2 abgegeben wird. Der Laderegler 4 überwacht somit auch einen Ladestand des Akkumulators des Elektrofahrzeugs 2. Sobald der Ladestand des Elektrofahrzeugs 2 einen vorbestimmten Wert erreicht hat, was durch den Laderegler 4 festgestellt wird, wird der Ladevorgang des Elektrofahrzeugs 2 beendet.
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Die Steuereinrichtung 5 des Ladefahrzeugs 1 dient dazu, das Ladefahrzeug 1 in eine Längsrichtung und in eine Querrichtung zu steuern sowie Einfluss auf die Beschleunigung des Ladefahrzeugs 1 zu nehmen. Die Steuereinrichtung 5 kann also an den Rädern des Ladefahrzeugs 1 einen Lenkwinkel einstellen. Zudem kann die Steuereinrichtung 5 den Antriebsstrang des Ladefahrzeugs 1 ansteuern. Weiterhin kann die Steuereinrichtung 5 das Kontaktsystem 6 derart ansteuern, dass dieses die Verbindung mit der elektrischen Energieversorgung 10 herstellt oder trennt.
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Soll nun das hier dargestellte Elektrofahrzeug 2 mittels des Ladefahrzeugs 1 geladen werden, wird das Ladefahrzeug 1 mittels der Steuereinrichtung 5 ausgehend von Daten des Sensorsystems oder von Daten der Kommunikationseinrichtung an die Ladeposition 7 gesteuert und dort positioniert. Das Ladefahrzeug 1 fährt dabei autonom oder automatisiert. Der Fahrweg des Ladefahrzeugs 1 kann dabei von einer Zentraleinrichtung vorgegeben werden und wird mittels der Kommunikationseinrichtung an die Steuereinrichtung 5 des Ladefahrzeugs 1 übermittelt. Alternativ dazu kann das Ladefahrzeug 1 seinen Fahrweg selbst bestimmen, indem es auf Umfelddaten des Sensorsystems zurückgreift, wobei die Umfelddaten an die Steuereinrichtung 5 des Ladefahrzeugs 1 übermittelt werden. Auch eine Kombination beider Möglichkeiten ist möglich. Sobald das Ladefahrzeug 1 in der Ladeposition 7 positioniert ist, initiiert die Steuereinrichtung 5 des Ladefahrzeugs 1, dass das Kontaktsystem 6 sich mit der elektrischen Energieversorgung 10 verbindet. Ist dies geschehen, startet die Steuereinrichtung 5 das kontaktlose Laden des Elektrofahrzeugs 2 mittels des Ladesystems 3. Dies wird überwacht mittels des Ladereglers 4. Sobald ein vorbestimmter Ladestand erreicht ist und dies vom Laderegler 4 festgestellt ist, wird der Ladevorgang des Elektrofahrzeugs 2 beendet. Daraufhin kann das Ladefahrzeug 1 mittels der Steuereinrichtung 5 von der Ladeposition 7 und von dem Elektrofahrzeug 2 wegbewegt werden. Anschließend kann das Ladefahrzeug 1 zu einem weiteren Elektrofahrzeug bewegt werden und kann dieses auf die gleiche Art und Weise laden.
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2 zeigt eine schematische Darstellung des Ladefahrzeugs 1 nach dem Ausführungsbeispiel aus 1. Hier ist nochmal genau dargestellt, wie einzelne Komponenten des Ladefahrzeugs 1 miteinander in Verbindung stehen. Die Steuereinrichtung 5 ist verbunden mit dem Sensorsystem 9, mit der Kommunikationseinrichtung 8, mit dem Ladesystem 3, mit dem Laderegler 4 und mit dem Kontaktsystem 6. Zudem ist das Ladesystem 3 verbunden mit dem Kontaktsystem 6 und mit dem Laderegler 4.
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Die Verbindung zwischen der Steuereinrichtung 5 und dem Sensorsystem 9, der Kommunikationseinrichtung 8, dem Laderegler 4, dem Ladesystem 3 und dem Kontaktsystem 6 kann entweder kabelgebunden oder kabellos sein. Die Verbindung zwischen dem Kontaktsystem 6 und dem Ladesystem 3 ist kabelgebunden. Genauer gesagt ist das Kontaktsystem 6 mit dem elektrischen Energiespeicher des Ladesystems 3 verbunden. Zwischen der Steuereinrichtung 5, dem Sensorsystem 9, der Kommunikationseinrichtung 8, dem Laderegler 4, dem Ladesystem 3 und dem Kontaktsystem 6 findet ein Datenaustausch statt. Die Steuereinrichtung 5 kann all diese mit ihr verbundenen Systeme ansteuern.
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Das hier dargestellte Ladefahrzeug 1 und das hier dargestellte Verfahren können beispielsweise in einem Parkhaus oder auf einem Parkplatz verwendet werden. Dabei kann ein Aufladen mehrerer Elektrofahrzeuge 2 nacheinander erfolgen, so dass nicht eine Ladestation vorgesehen sein muss, an welche sich sämtliche Elektrofahrzeuge 2 anschließen können oder müssen. Das Ladefahrzeug 1 kann also von geladenem Elektrofahrzeug 2 zu zu ladendem Elektrofahrzeug 2 fahren. Dadurch kann die Infrastruktur innerhalb des Parkhauses oder an den Parkplätzen weniger kostenintensiv gestaltet sein. Zudem ist vorteilhaft, dass das Elektrofahrzeug 2 selbst keine Intelligenz aufweisen muss, um sich selbsttätig an eine Ladestation anzuschließen. Selbstverständlich können pro Parkhaus oder Parkplatz mehrere Ladefahrzeuge 1 vorgesehen sein, so dass ein Laden mehrerer Elektrofahrzeuge 2 gleichzeitig erfolgen kann.
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Die hier dargestellten Beispiele sind nur beispielhaft gewählt. Beispielsweise kann das Ladefahrzeug kein Sensorsystem aufweisen. Weiterhin kann die Steuereinrichtung mit weniger Systemen verbunden sein und kann somit auch weniger Systeme ansteuern als in 2 gezeigt.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Ladefahrzeug
- 2
- Elektrofahrzeug
- 3
- Ladesystem
- 4
- Laderegler
- 5
- Steuereinrichtung
- 6
- Kontaktsystem
- 7
- Ladeposition
- 8
- Kommunikationsvorrichtung
- 9
- Sensorsystem
- 10
- elektrische Energieversorgung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102013204906 A1 [0003]
