DE102017215882A1 - Device for charging an electrochemical traction energy storage device of a means of locomotion - Google Patents
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Abstract
Es wird eine Vorrichtung zur Ladung eines elektrochemischen Traktionsenergiespeichers (4) eines Fortbewegungsmittels (10) vorgeschlagen, wobei die Vorrichtung (1) umfasst:- einen elektrochemischen Energiespeicher (3) zur Ladung des Traktionsenergiespeichers (4) des Fortbewegungsmittels (10),- einen Ladestecker (2) zum Herstellen einer elektrischen Verbindung zum Traktionsenergiespeicher (4) des Fortbewegungsmittels (10),- eine Auswerteeinheit (5),- eine Sendeeinrichtung (6) und- ein Ortungsmodul (7), wobei- das Ortungsmodul (7) eingerichtet ist, eine Position der Vorrichtung (1) festzustellen und mittels der Sendeeinrichtung (6) an eine zentrale Verwaltungseinrichtung (9) zu senden.A device for charging an electrochemical traction energy store (4) of a locomotion means (10) is proposed, the device (1) comprising: - an electrochemical energy store (3) for charging the traction energy store (4) of the means of locomotion (10), - a charging plug (2) for establishing an electrical connection to the traction energy store (4) of the locomotion means (10), - an evaluation unit (5), - a transmitting device (6) and - a locating module (7), the locating module (7) being set up, to determine a position of the device (1) and to send it by means of the transmitting device (6) to a central management device (9).
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Ladung eines elektrochemischen Energiespeichers, der auch für ein Fortbewegungsmittel genutzt werden kann. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung eine flexible Positionierung und Bedarfsbefriedigung sowie eine Bedarfs- und Nutzungsermittlung für das Ladeverhalten. In einem Nebenaspekt werden Möglichkeiten zur Diebstahlprävention und -aufklärung beschrieben.The present invention relates to a device for charging an electrochemical energy storage, which can also be used for a means of transportation. In particular, the present invention relates to a flexible positioning and needs satisfaction as well as a needs and use determination for the charging behavior. In a secondary aspect, possibilities for theft prevention and information are described.
Die Elektrifizierung des Personenindividualverkehrs schreitet derzeit rasch voran. Da eine Vielzahl potentieller Anwender keinen Zugang zu einer eigenen Ladeinfrastruktur haben oder bedingt durch ihre Wohnsituation nicht bereitstellen können, besteht ein großer Bedarf an öffentlich zugänglichen Ladesäulen. In Abhängigkeit des öffentlichen Energieversorgungsnetzes sind jedoch viele Positionen, an welchen grundsätzlich Bedarf an Ladeinfrastruktur bestehen würde, nicht hinreichend mit Ladesäulen zu versehen. Während derzeit ca. 35% der Deutschen in einem Eigenheim leben und somit grundsätzlich eine Ladesäule für ein auf eigenem Grund und Boden geparktes Elektrofahrzeug bereitstellen können, ist für 65% der Deutschen, welche zur Miete bzw. in Wohnungen leben, die Bereitstellung eines eigenen Anschlusses zum Laden von Elektrofahrzeugen wohnsituationsbedingt nicht möglich. Zumindest besteht derzeit kein Anspruch gegen den Vermieter, bauliche Veränderungen zur Bereitstellung einer Wallbox zu genehmigen.The electrification of passenger transport is currently progressing rapidly. Since a large number of potential users do not have access to their own charging infrastructure or can not provide them due to their living situation, there is a great need for publicly accessible charging stations. Depending on the public power grid, however, many positions where there would basically be a need for a charging infrastructure are not adequately provided with charging stations. While currently about 35% of Germans live in a home and thus basically can provide a charging station for an electric vehicle parked on their own land, for 65% of Germans who live for rent or in apartments, providing their own connection for charging electric vehicles due to residential situations not possible. At least there is currently no claim against the landlord to approve structural changes to provide a wallbox.
Ausgehend vom vorgenannte Stand der Technik ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, den Bedarf an Ladeinfrastruktur besser ermittelbar zu machen und die Ladeinfrastruktur gegen Diebstahl besser absichern zu können.Based on the aforementioned prior art, it is an object of the present invention to make the need for charging infrastructure better ascertainable and to better protect the charging infrastructure against theft.
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Die vorstehend genannte Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die nachfolgend offenbarte Technologie gelöst. Diese basiert auf einer Ladesäule u.a. zum Laden elektrisch antreibbarer Fahrzeuge, welche autark und flexibel ist. Das bedeutet, dass sie dort geladen wird, wo die Netzinfrastruktur ausreichend ist. Dies kann beispielsweise im Bereich von Windenergieanlagen, Trafostationen, Bahneinspeisepunkten und anderen Energienetzbereichen mit hoher Kapazität erfolgen. Anschließend wird die flexible Ladesäule über die Straße zu den Einsatzorten gebracht. An diesen Positionen muss das lokale Stromnetz nicht zum Laden elektrischer Fahrzeuge angepasst sein. Die flexible Lade- und Servicesäule (nachfolgend auch als „Vorrichtung“ bezeichnet) benötigt keine Installation und keinen Netzanschluss. Sie kann Ladeleistungen mit mehr als 1 kW bereitstellen. Sie kann einen Außenmonitor aufweisen, welcher den Umfang der Ladesäule zumindest annähernd vollständig umschließen kann. Auf dieser Anzeige kann ein Leuchtbanner, Infotainment und Werbung dargestellt werden. Ebenfalls kann ein den Außenumfang der flexiblen Ladesäule zumindest annähernd vollständig umschließendes Leuchtelement vorgesehen sein, dessen Farbe und/oder Beleuchtungsmuster Passanten darüber Auskunft gibt, ob die Ladesäule verfügbar oder belegt/leer ist. Zudem können Standort-/Ladesäulen Fernüberwachungsfunktionen, eine Außenkamera, ein WLAN-Hotspot, etc., integriert sein, um Interessenten/Kunden für das Konzept zu gewinnen und/oder zu bezahlende Dienstleistungen anzubieten. Beispielsweise können 2, 3, 4 oder mehr Ladestecker zum Laden elektrisch antreibbarer Fahrzeuge, u.a. Stromabnehmer vorgesehen sein. Diese können Nieder- bis Hochspannungs-Ladevorgänge ermöglichen. Alternativ oder zusätzlich können haushaltsübliche Steckdosen zur Elektrifizierung sog. „Food“-Trucks, Standheizungen, Car-Heater, E-Bikes, E-Scooter, etc. vorgesehen sein. Zudem umfasst die Ladesäule eine Anschlussmöglichkeit für eine externe Energieversorgung (Plug-in). Mit anderen Worten wird eine Ladung des in der Ladesäule vorgesehenen elektrochemischen Energiespeichers ermöglicht, ohne den Energiespeicher aus der Ladesäule entfernen zu müssen. Alternativ oder zusätzlich wird ein Transport-Haken vorgesehen, welcher das Gewicht der Ladesäule im Bereich von 1 Tonne bis 5 Tonnen, bevorzugt im Bereich von 3 Tonnen, tragen kann. Alternativ oder zusätzlich können Puffer (Englisch: Bumper) an der Außenseite der Ladesäule als Transportschutz vorgesehen sein. Zudem kann ein Diebstahlschutz gegen eine unberechtigte Entfernung der Ladestation vorgesehen sein. Beispielsweise kann eine standortferne Überwachung, ein Ortungssystem (z.B. GPS, GLONASS, Galileo, etc.) eine Außenkamera, ein Beschleunigungssensor, etc., vorgesehen sein, um eine unvorhergesehene, unberechtigte Bewegung der Ladesäule zu detektieren und geeignete Maßnahmen einleiten zu können.The above object is achieved according to the invention by the technology disclosed below. This is based on a charging station u.a. for charging electrically driven vehicles, which is self-sufficient and flexible. This means that it will be loaded where the network infrastructure is sufficient. This can be done, for example, in the area of wind turbines, transformer stations, rail feed-in points and other high-capacity power grid areas. Subsequently, the flexible charging station is brought over the road to the places of use. At these positions, the local power grid does not need to be adapted to charge electric vehicles. The flexible charging and service column (also referred to below as "device") requires no installation and no mains connection. It can provide charging power of more than 1 kW. It can have an external monitor which can at least approximately completely surround the circumference of the charging station. On this display, a light banner, infotainment and advertising can be displayed. Likewise, a luminous element enclosing the outer circumference of the flexible charging column can be provided, whose color and / or illumination pattern inform passers-by about whether the charging station is available or occupied / empty. In addition, location / charging points remote monitoring functions, an outdoor camera, a Wi-Fi hotspot, etc., can be integrated to attract prospects / customers for the concept and / or to offer services to pay. For example, 2, 3, 4, or more charging plugs may be used to charge electrically powered vehicles, i.a. Pantograph be provided. These can allow low to high voltage charging. Alternatively or additionally, standard household sockets for the electrification of so-called "Food" -Trucks, parking heaters, car-heaters, e-bikes, e-scooters, etc. may be provided. In addition, the charging station includes a connection option for an external power supply (plug-in). In other words, it is possible to charge the electrochemical energy store provided in the charging column without having to remove the energy store from the charging station. Alternatively or additionally, a transport hook is provided, which can carry the weight of the charging station in the range of 1 ton to 5 tons, preferably in the range of 3 tons. Alternatively or additionally, buffers (English: Bumper) may be provided on the outside of the charging station as a transport protection. In addition, a theft protection against unauthorized removal of the charging station may be provided. For example, an off-site surveillance, a location system (e.g., GPS, GLONASS, Galileo, etc.), an outdoor camera, an acceleration sensor, etc., may be provided to detect unpredicted, unauthorized movement of the charging station and take appropriate action.
Die Ladekapazität kann dem Stand der Batteriezellenentwicklung angepasst werden, wobei in einer ersten Generation eine Kapazität von ca. 500 kWh, in einer zweiten Generation 700 kWh und in einer dritten Generation ungefähr 1000 kWh angestrebt werden. Das Volumen der Ladesäule kann beispielsweise im Bereich zwischen 1 m3 und 3 m3, insbesondere zwischen 1,2 m3 und 2 m3, äußerst bevorzugt im Bereich zwischen 1,4 m3 und 1,8 m3 liegen. Die Höhe der Ladestation kann beispielsweise in einem Bereich zwischen 1 m und 2,50 m, bevorzugt zwischen 1,60 m und 2 m liegen, um auch die Verbringung in Parkhäuser zu ermöglichen. Bevorzugt ist die Grundfläche der Ladesäule dafür geeignet, die Maße einer Euro-Palette von ca. 1,20 m x 0,8 m einzuhalten.The charging capacity can be adapted to the state of battery cell development, with a capacity of about 500 kWh in a first generation, 700 kWh in a second generation and about 1000 kWh in a third generation. The volume of the charging column can, for example, in the range between 1 m 3 and 3 m 3 , in particular between 1.2 m 3 and 2 m 3 , most preferably in Range between 1.4 m 3 and 1.8 m 3 . The height of the charging station can be, for example, in a range between 1 m and 2.50 m, preferably between 1.60 m and 2 m, to allow the transfer to parking garages. Preferably, the base of the charging station is suitable to comply with the dimensions of a Euro pallet of about 1.20 mx 0.8 m.
Zur Bedienung der Ladesäule kann ein berührungsempfindliches Display an der Außenseite und alternativ oder zusätzlich ein durch Automobilhersteller entwickeltes Bedienkonzept (Englisch: „HMI“, Deutsch: „MMI“) für die Bedienung der verfügbaren Funktionen vorgesehen sein. Das Auftragsmanagement der Ladestation kann die Ladeleistungsauswahl, das Ladestromprinzip (Gleichstrom/Wechselstrom), die Stromqualität einer Ladeanzeige/eines Ladestatus, die derzeit in Bearbeitung befindlichen bzw. anstehenden Aufträge und die Rechnungsstellung übernehmen. Auch eine sog. Plug-and-Charge-Funktionalität kann je nach Verfügbarkeit angeboten werden.For operating the charging station, a touch-sensitive display on the outside and, alternatively or additionally, an operating concept developed by the automobile manufacturer (English: "HMI", German: "MMI") may be provided for the operation of the available functions. Job management of the charging station may include charging power selection, charging current (DC / AC), power indicator of a charge / charge status, jobs currently being processed or upcoming, and invoicing. Also a so-called plug-and-charge functionality can be offered depending on availability.
Den Kunden können Value-added-services angeboten werden: Beispielsweise können Update-Services von einem Automobilhersteller angeboten werden, Internetdienste bereitgestellt, Info und Entertainment on Board und Shop und Advertising on Board über die Ladestation bezogen werden.Value-added services can be offered to customers: For example, update services can be offered by an automobile manufacturer, internet services provided, information and entertainment on board and shop and advertising on board can be obtained via the charging station.
Über zu bezahlende Dienste hinaus können öffentliche Dienste wie z.B. eine Notruffunktion, einen Defibrilator, Small Cells, eine Umgebungskarte/Umgebungsinfos und Empfehlungen bezüglich Hotels, Cafes, Sehenswürdigkeiten, etc., über die Ladestation verfügbar gemacht werden.In addition to services to be paid, public services such as an emergency call function, a defibrillator, small cells, an area map / environmental information and recommendations regarding hotels, cafes, attractions, etc., are made available via the charging station.
Die erfindungsgemäß vorgeschlagenen flexiblen Ladesäulen können an vordefinierten Punkten im öffentlichen/gewerblichen Bereich abgestellt und in Betrieb genommen werden. Der aktuelle Standort der flexiblen Ladesäulen, ihr Füllstand und Möglichkeiten zur Reservierung der jeweiligen Ladesäule werden den Nutzern in einer Applikation sowie an der Ladesäule selbst angezeigt. Unterschiedlichste Fahrzeuge (PKW, Transporter, LKW, E-Bikes, Pedelecs, etc.) können durch Herstellen einer elektrischen Verbindung mit dem Traktionsenergiespeicher geladen werden. Je nach Bedarf und Verfügbarkeit sowie in Abhängigkeit der Zahlungsbereitschaft des Kunden können unterschiedliche Ladeleistungen bis zu 100 kW oder mehr realisiert werden. Sobald der Ladezustand (Englisch: State of Charge) sich einem vordefinierten unteren Schwellenwert nähert (z.B. 20%), kann der Austausch der Ladesäule veranlasst werden. Hierzu wickelt der Logistik-Dienstleister den Austausch der Ladesäule ab. Dieser Vorgang kann beispielsweise durch Pritschenwägen, Transporter, LKW, etc. welche mit einem Kran/Lastenkran ausgestattet sind, abgewickelt werden. Mittels der Transportfahrzeuge werden die elektrisch entladenen flexiblen Ladesäulen an einen regionalen Stromentnahmepunkt (z.B. zu einem Energieerzeuger, in einen Windpark, o.ä.) gebracht. Nach dem elektrischen Aufladen der flexiblen Ladesäulen, bringt ein entsprechendes Transportfahrzeug die Ladesäule zurück an ihren Einsatzort, welcher mit dem bisherigen Einsatzort übereinstimmen kann, jedoch nicht mit diesem übereinstimmen muss.The inventively proposed flexible charging stations can be parked at predefined points in the public / commercial sector and put into operation. The current location of the flexible charging stations, their filling level and options for reserving the respective charging station are displayed to the users in one application and at the charging station itself. Different vehicles (cars, vans, trucks, e-bikes, pedelecs, etc.) can be charged by making an electrical connection to the traction energy storage. Depending on the need and availability as well as the customer's willingness to pay different charging capacities of up to 100 kW or more can be realized. Once the state of charge approaches a predefined lower threshold (e.g., 20%), replacement of the charging station can be initiated. For this purpose, the logistics service provider handles the replacement of the charging station. This process can be handled, for example, by flatbed trucks, vans, trucks, etc., which are equipped with a crane / crane load. By means of the transport vehicles, the electrically discharged flexible charging stations are brought to a regional power withdrawal point (e.g., to a power generator, into a wind farm, or the like). After the electrical charging of the flexible charging stations, brings a corresponding transport vehicle, the charging station back to its place of use, which may coincide with the previous location, but does not have to agree with this.
Gemäß einem Aspekt der vorliegend offenbarten Technologie werden die Batteriepacks innerhalb der flexiblen Ladestationen an regionalen Stromeinspeise-/-entnahmepunkten geladen, welche mit einer Verwaltungseinrichtung für das Betreibermanagement zusammenfallen können, aber nicht mit den Verwaltungseinrichtungen zusammenfallen müssen. Insbesondere kann das Aufladen außerhalb des Stromnetzes beim Erzeuger (z.B. in einem Windpark, einem Gezeitenkraftwerk, einem Solarkraftwerk, einem Geothermiekraftwerk, o.ä.) oder in einem elektrischen Netz (z.B. elektrisches Bahnnetz/Bahnstrom) erfolgen. Hierbei ist die Kopplung der regionalen Ladezentren zu einem sog. Smart-Grid- (Netzstabilisierung, Stromhandel, etc.) möglich. Die Abnehmer aus den erfindungsgemäßen flexiblen Ladestationen stammender elektrischer Energie können unterschiedlichste Fahrzeuge (z.B. E-Fahrzeuge, E-Stapler, E-Bikes) oder auch andere Stromabnehmer (z.B. stationäre oder mobile Ladengeschäfte,Marktbuden o.ä.) sein. Sie können auch zum Glätten von Peakabnahmeleistungen verwendet werden. Das Laden kann in Wechselstromtechnik oder in Gleichstromtechnik erfolgen. Die flexiblen Ladestationen können fernüberwacht werden, wobei ein Tausch erfolgt, wenn der Ladezustand und/oder der Gesundheitszustand (Englisch: State of Health, SOH) einen vordefinierten Mindestwert unterschreitet.According to one aspect of the presently disclosed technology, the battery packs within the flexible charging stations are loaded at regional power in / out points, which may coincide with an operator management manager, but need not coincide with the management devices. In particular, charging may be off-grid at the generator (e.g., at a wind farm, tidal power plant, solar power plant, geothermal power plant, or the like) or in an electrical network (e.g., electric rail network / traction current). Here, the coupling of the regional charging centers to a so-called. Smart grid (grid stabilization, electricity trading, etc.) is possible. The users of electrical energy derived from the flexible charging stations according to the invention may be any of a wide variety of vehicles (e.g., e-vehicles, e-trucks, e-bikes) or other collectors (e.g., stationary or mobile stores, stalls or the like). They can also be used to smooth peak pickup power. The charging can be done in AC or DC technology. The flexible charging stations can be remotely monitored, with an exchange, if the state of charge and / or state of health (SOH) below a predefined minimum value.
Der Preis für den Aufenthalt eines Fahrzeugs in unmittelbarer Nähe der flexiblen Ladestation kann nach der bezogenen Ladeleistung, der bezogenen Energiemenge/Energiequalität und/oder der Parkdauer gestaffelt werden. Umfangreiche Zusatzfunktionen (öffentliche, Loyalitäts-, Servicedienste sowie Werbung) können gratis oder gegen Bezahlung gebucht werden. Die Ladesäulen arbeiten grundsätzlich autonom, können über die Verwaltungseinrichtung bzw. den Betreiber jedoch fernüberwacht bzw. ferngesteuert werden. The price for the stay of a vehicle in the immediate vicinity of the flexible charging station can be staggered according to the charging power, the amount of energy consumed / energy quality and / or the duration of the parking. Extensive additional functions (public, loyalty, services and advertising) can be booked free or for a fee. The charging stations generally operate autonomously, but can be remotely monitored or remotely controlled via the administrative facility or the operator.
Durch eine umfangreiche und ausgefeilte Sensorik können die Ladesäulen bedarfsgerecht beim Kunden positioniert und betrieben werden. Wartungsbedarf und/oder Aktualisierungsbedarf kann drahtgebunden und/oder drahtlos mit der Verwaltungseinrichtung kommuniziert werden.Extensive and sophisticated sensor technology allows the charging stations to be positioned and operated as required by the customer. Maintenance requirements and / or updating requirements can be communicated by wire and / or wireless to the management device.
Basierend auf der vorstehend beschriebenen Technologie wird die oben genannte Aufgabe mittels einer Vorrichtung zum Laden eines elektrochemischen Energiespeichers gelöst. Das Fortbewegungsmittel kann beispielsweise ein elektrisch zumindest teilweise antreibbares Fortbewegungsmittel sein. Die Vorrichtung (oben auch als „Ladesäule“ oder „flexible Ladesäule“ bezeichnet) umfasst einen elektrochemischen Energiespeicher zur Ladung des Energiespeichers des Fortbewegungsmittels. Insbesondere ist die Kapazität des elektrochemischen Energiespeichers ausreichend, mehrere Ladungen, insbesondere 5 bis 50 Ladungen, vom Energiespeicher mittlerer Kapazitätsklassen zu bewerkstelligen, ohne zwischenzeitlich selbst Energie aufnehmen zu müssen. Mindestens ein Ladestecker, insbesondere zwei bis sechs Ladestecker, sind zum Herstellen einer jeweiligen elektrischen Verbindung zu einem Energiespeicher des zu ladenden Fortbewegungsmittels vorgesehen. Ein solcher Ladestecker kann beispielsweise ein Typ2-Ladestecker sein. Eine Auswerteeinheit (z.B. ein programmierbarer Prozessor, ein elektronisches Steuergerät, ein Mikrocontroller, o.ä.) ist vorgesehen, die Schritte zum Betrieb der Vorrichtung auszuführen, die sensorischen Informationen zu sammeln und die auszugebenden Informationen zu entwickeln. Zur Kommunikation mit der Peripherie der Vorrichtung ist eine Sendeeinrichtung vorgesehen, welche beispielsweise als Sendeempfangseinrichtung ausgestaltet sein kann. Die Informationen können beispielsweise drahtlos und/oder mittels des Internets transportiert werden. Ein Ortungsmodul ist zur Positionsbestimmung der Vorrichtung vorgesehen. Es kann beispielsweise eine satellitenbasierte und/oder GSM-basierte und/oder eine WLAN-basierte und/oder eine Bluetooth-basierte Ortung der Vorrichtung ermöglichen. Das Ortungsmodul ist eingerichtet, eine Position der Vorrichtung festzustellen. Die Position der Vorrichtung kann für unterschiedliche Anwendungsfälle verwendet werden. Die Auswertung der Position und/oder zusätzlicher Informationen kann beispielsweise in einer zentrale Verwaltungseinrichtung eines Betreibers der Vorrichtung erfolgen. Die Verwaltungseinrichtung kann über die Sendeeinrichtung die Position und insbesondere auch zusätzliche Informationen erhalten. Somit kann die Verwaltungseinrichtung bedarfsweise, in festen Abständen, ereignisbasiert oder auf Anfrage die Position der Vorrichtung in Erfahrung bringen. Insbesondere in Verbindung mit zusätzlichen Informationen kann die Verwaltungseinrichtung geeignete Maßnahmen ergreifen, um die Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung komfortabler, die Verfügbarkeit elektrischer Energie dauerhafter und die illegale Entfernung der Vorrichtung von der Position unattraktiver/schwerer bzw. nachverfolgbar zu machen. Im Ergebnis ist der Betrieb einer erfindungsgemäßen Vorrichtung gegenüber im Stand der Technik bekannten Vorrichtungen gattungsgemäßer Art lukrativer bzw. weniger kostenaufwendig und flexibler bezüglich Standortauswahl. Die erforderlichen Komponenten sind in der Vorrichtung angeordnet und bedürfen keiner weiteren Bauteile außerhalb der Vorrichtung selbst. Der Erwartungswert eines wirtschaftlich sinnvollen Betreibens der Vorrichtung erhöht sich. Based on the above-described technology, the above object is achieved by means of a device for charging an electrochemical energy store. The means of locomotion can be, for example, an electrically at least partially drivable means of locomotion. The device (also referred to above as "charging station" or "flexible charging station") comprises an electrochemical energy store for charging the energy store of the means of transportation. In particular, the capacity of the electrochemical energy store is sufficient to accomplish a plurality of charges, in particular 5 to 50 charges, from the energy store medium capacity classes, without having to take in the meantime even energy. At least one charging plug, in particular two to six charging plugs, are provided for producing a respective electrical connection to an energy store of the means of transport to be charged. Such a charging plug can be for example a
Die Unteransprüche zeigen bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung.The dependent claims show preferred developments of the invention.
Die Auswerteeinheit der Vorrichtung kann beispielsweise eingerichtet sein, Informationen zum Vorgang einer Ladung des aktuell geladenen Fortbewegungsmittels mit der Position zu assoziieren.The evaluation unit of the device can be set up, for example, to associate information about the process of loading the currently loaded means of transportation with the position.
Die Informationen können beispielsweise die bezogene Energiemenge, die für den Ladevorgang gewählte Tageszeit, den Wochentag, witterungstechnische Umstände, verkehrstechnische Umstände und viele andere Daten beschreiben und mit der Position der Vorrichtung assoziieren. Indem ein korrespondierender Datensatz an die zentrale Verwaltungseinrichtung gesendet wird, kann der Betreiber der erfindungsgemäßen Vorrichtung wertvolle Informationen über die Nachfrage und das Verwendungsverhalten an der Position sammeln. Insbesondere können mehrere Ladevorgänge mit der Position assoziiert werden und nach Ablauf einer gewissen Zeit mittelfristige oder langfristige Erkenntnisse über den Standort der Vorrichtung (insbesondere hinsichtlich seiner Eignung für die Bereitstellung einer ggf. stationären Ladestation) gezogen werden. Die Informationen, welche im Zuge des Vorgangs der Ladung des Fortbewegungsmittels mit der Position assoziiert werden, können insbesondere durch Umgebungssensoren der Vorrichtung ergänzt oder bereitgestellt werden.The information may, for example, describe the amount of energy consumed, the time of day selected for the charging process, the day of the week, weather conditions, traffic conditions and many other data and associate it with the position of the device. By sending a corresponding record to the central management facility, the operator of the inventive device can collect valuable information about the demand and the usage behavior at the location. In particular, several charging processes can be associated with the position and, after a certain period of time, medium-term or long-term knowledge about the location of the device (in particular with regard to its suitability for the provision of an optionally stationary charging station) can be drawn. The information which is associated with the position in the course of the process of loading the means of locomotion can in particular be supplemented or provided by environmental sensors of the device.
Die Auswerteeinheit kann eingerichtet sein, eine Abweichung der Position von einer Soll-Position festzustellen und im Ansprechen auf eine Abweichung zwischen der Ist-Position und der Soll-Position einen Diebstahl oder eine Beschädigung der Vorrichtung festzustellen. Die Soll-Position kann grundsätzlich der Einsatzort der Vorrichtung sein, solange nicht eine offizielle und autorisierte Verbringung der Vorrichtung an einen anderen Einsatzort/Energieaufnahmeort veranlasst wurde. Sobald der Diebstahl der Vorrichtung festgestellt wurde, können unterschiedlichste geeignete Maßnahmen ergriffen werden, welche durch die Vorrichtung selbst und/oder durch den Betreiber/die Verwaltungseinrichtung eingeleitet werden können, ohne die Reaktion auf den Diebstahl auf die vorgenannten Instanzen zu beschränken. Beispielsweise kann ein Beschleunigungssensor in der Vorrichtung angeordnet und dazu vorgesehen sein, Beschleunigungswerte zu ermitteln. In Abhängigkeit der Qualität und/oder der Quantität der Beschleunigungswerte kann beispielsweise unter Zuhilfenahme einer vordefinierten Referenz der Diebstahl der Vorrichtung und/oder Vandalismus, eine Beschädigung und/oder ein Unfall festgestellt werden. Beispielsweise können die Beschleunigungswerte darauf hinweisen, dass die Vorrichtung sich an einem Kran befindet, da sich hierbei üblicherweise in einem engen Frequenzband befindliche harmonische Schwingungen und Lageänderung der Vorrichtung ermitteln lassen. Vandalismus lässt sich beispielsweise durch stoßartige Beschleunigungssignale feststellen. Insbesondere ein Crash lässt sich durch Beschleunigungssignale einer vordefinierten Höhe feststellen. Je nach Beschleunigungssignal können Hilfestellungen (z.B. über einen Lautsprecher/einen Außenbildschirm), Warnungen oder Benachrichtigungen an Rettungsdienste / die Polizei ausgegeben werden, um in geeigneter Weise auf den Vorfall zu reagieren. Eine Kamera kann für die Dokumentation und Ermittlung des Verursachers vorgesehen sein und automatisch eingeschaltet werden.The evaluation unit may be configured to detect a deviation of the position from a desired position and to detect a theft or damage of the device in response to a deviation between the actual position and the desired position. The nominal position may in principle be the location of use of the device, as long as an official and authorized shipment of the device to another place of use / energy intake point has not been initiated. Once the theft of the device has been detected, a variety of suitable measures can be taken which can be initiated by the device itself and / or by the operator / manager without limiting the response to the theft to the aforementioned instances. For example, an acceleration sensor may be arranged in the device and provided for determining acceleration values. Depending on the quality and / or the quantity of the acceleration values, for example, with the aid of a predefined reference, the theft of the device and / or vandalism, a Damage and / or an accident can be detected. For example, the acceleration values may indicate that the device is located on a crane, as this usually can be found in a narrow frequency band located harmonic oscillations and changes in position of the device. Vandalism can be detected, for example, by jerky acceleration signals. In particular, a crash can be detected by acceleration signals of a predefined height. Depending on the acceleration signal, assistance (eg via a loudspeaker / outside screen), alerts or notifications to emergency services / police may be issued to respond appropriately to the incident. A camera can be provided for the documentation and determination of the causer and automatically switched on.
Die Vorrichtung kann beispielsweise eingerichtet sein, im Ansprechen auf das Feststellen eines Diebstahls eine den Diebstahl repräsentierende Nachrichtung an die Verwaltungseinrichtung/den Betreiber zu senden. Der Betreiber kann beispielsweise durch Zugriff auf die Umgebungssensorik der Vorrichtung zusätzliche Informationen über die Sachlage erhalten und kurzfristige Maßnahmen einleiten. Auch ein Alarmsignal kann beispielsweise digital, akustisch, optisch, etc., in die Umgebung der Vorrichtung ausgesandt werden. Insbesondere können registrierte Nutzer eine Nachricht über ihr Smartphone erhalten und beispielsweise einen Anreiz ausgesprochen bekommen, der betroffenen Vorrichtung zur Hilfe zu eilen. Über akustische und/oder optische Signale können sämtliche Passanten unabhängig von ihrer vertraglichen Beziehung zum Betreiber der Vorrichtung auf den Vorfall aufmerksam gemacht werden und einen Anreiz (z.B. finanzieller Natur) für den Fall einer Hilfestellung ausgesprochen bekommen. Alternativ oder zusätzlich kann zur Vermeidung von Folgeschäden und/oder Personenschäden der elektrische Energiespeicher der Vorrichtung unbrauchbar gemacht werden. Sofern eine entsprechende Nachricht im Missbrauchsfall ausgegeben wird, kann ein gewaltsames Öffnen der Vorrichtung gegebenenfalls vermieden werden. Insbesondere entfällt bei einer Kommunikation der Tatsache, dass die elektrischen Energiespeicher im Falle eines gewaltsamen Öffnens unbrauchbar gemacht werden, der Anreiz für einen Diebstahl. Beispielsweise können die Energiespeicher durch Penetration mittels Metallbolzen unschädlich/unbrauchbar gemacht werden.For example, the device may be arranged to send an information representing the theft to the administrative facility / operator in response to the detection of a theft. For example, by accessing the environmental sensor system of the device, the operator can obtain additional information about the situation and initiate short-term measures. An alarm signal can also be transmitted, for example, digitally, acoustically, optically, etc., into the environment of the device. In particular, registered users can receive a message via their smartphone and, for example, get an incentive to rush to the affected device for help. By way of acoustic and / or visual signals, all passers-by, irrespective of their contractual relationship with the operator of the device, can be made aware of the incident and given an incentive (e.g., of a financial nature) in the event of assistance. Alternatively or additionally, to avoid consequential damage and / or personal injury, the electrical energy storage of the device can be made unusable. If a corresponding message is issued in case of abuse, forcible opening of the device may be avoided. In particular, in the case of communication, the fact that the electrical energy stores are made unusable in the event of forced opening eliminates the incentive for theft. For example, the energy storage can be made harmless / unusable by penetration by metal bolts.
Um den Transport der Vorrichtung an einem neuen Einsatzort bzw. an einen Ort zum elektrischen Laden der Vorrichtung möglichst effizient zu gestalten, kann eine Transporteinrichtung vorgesehen sein, um durch ein Transportfahrzeug mechanisch eingegriffen zu werden. Beispielsweise kann ein Haken, eine Öse, o.ä., an einer Oberseite der Vorrichtung angeordnet sein. Dieser bzw. diese kann durch einen Haken bzw. eine Öse an einem Kran des Transportfahrzeuges in Eingriff genommen werden, um die Vorrichtung anzuheben und mittels des Transportfahrzeuges zu verbringen. Um einen Diebstahl der Vorrichtung zu erschweren, kann die Transporteinrichtung erst im Ansprechen auf eine erfolgreiche Autorisierung des Transportfahrzeuges / eines Anwenders freigegeben werden. Mit anderen Worten kann die Transporteinrichtung gegen einen mechanischen Eingriff durch das Transportfahrzeug (z.B. durch eine automatisch zu öffnende Klappe) gesichert werden, bis das Transportfahrzeug eine erfolgreiche Autorisierungs-Prozedur angestoßen hat.In order to make the transport of the device at a new place of use or to a place for electrically charging the device as efficient as possible, a transport device can be provided in order to be mechanically intervened by a transport vehicle. For example, a hook, an eyelet, or the like may be arranged on an upper side of the device. This or this can be taken by a hook or an eyelet on a crane of the transport vehicle in order to lift the device and spend by means of the transport vehicle. To complicate theft of the device, the transport device can only be released in response to a successful authorization of the transport vehicle / a user. In other words, the transport may be secured against mechanical intervention by the transport vehicle (e.g., by an automatically-open door) until the transport vehicle initiates a successful authorization procedure.
Besonders viel Aufschluss über die Situation der Vorrichtung lässt sich aus der Ferne mittels Kameras erzielen, welche in der Vorrichtung angeordnet, gegen Vandalismus geschützt und zur Erfassung einer Umgebung der Vorrichtung eingerichtet sind. Im Ansprechen auf das (automatische) Ermitteln eines Diebstahls der Vorrichtung und alternativ oder zusätzlich im Ansprechen auf ein Signal der Verwaltungseinrichtung / eines Betreibers kann ein Datensatz, welcher von der Kamera aufgenommen wurde, gespeichert und/oder an eine geeignete Distanz versandt werden. Auch ein Live-Stream der Daten der Kamera(s) oder gar eine bidirektionale visuelle/audivisuelle Verbindung unter Vermittlung des Außendisplays der Vorrichtung kann zwischen einem Leitstand / der Verwaltungseinrichtung / dem Betreiber und einem Anwender / Passanten / Dieb aufgebaut werden, um die Kommunikation zu vermitteln. Insbesondere können mehrere Kameras an der Vorrichtung angeordnet und zur Ablichtung eines die Vorrichtung vollständig bzw. geschlossen umgebenden Umgebungsbereiches verwendet werden.Particularly much information about the situation of the device can be achieved remotely by means of cameras, which are arranged in the device, protected against vandalism and set up to detect an environment of the device. In response to the (automatic) detection of theft of the device and, alternatively or additionally, in response to a manager / operator signal, a record taken by the camera may be stored and / or sent to an appropriate distance. Also, a live stream of the data of the camera (s) or even a bi-directional visual / audiovisual connection through the outside display of the device may be established between a control center / manager and a user / passer / thief to facilitate the communication convey. In particular, a plurality of cameras can be arranged on the device and used for the illumination of a surrounding area completely or closed surrounding the device.
Ein Außendisplay, welches beispielsweise für die Darstellung von Werbung/Multimediadarbietungen vorgesehen ist, kann im Ansprechen auf ein Erkennen eines Diebstahls der Vorrichtung eine Nachricht an einen Passanten bzw. an den Dieb darstellen, wobei ein Bild der Kamera der Vorrichtung die Darstellung auf dem Außendisplay ergänzen/ersetzen kann. Auf diese Weise wird dem Passanten/dem Dieb bewusst gemacht, dass die Situation von der Kamera erfasst und gegebenenfalls dokumentiert wird. Alternativ oder zusätzlich kann einem Dieb/Vandalen eine Rechtsnorm und eine ihn erwartende Strafe auf dem Außendisplay veranschaulicht werden, um ihn von seinem Vorhaben abzubringen.An external display, which is provided for example for the presentation of advertising / multimedia presentations, may in response to a detection of a theft of the device, present a message to a passer or the thief, with an image of the camera of the device completing the display on the external display / can replace. In this way, the passer-by / the thief is made aware that the situation is captured by the camera and possibly documented. Alternatively or additionally, a thief / vandal can be illustrated by a legal norm and a punishment awaiting him on the outside display in order to dissuade him from his intention.
Im Ansprechen auf ein Empfangen eines Signals einer Vorrichtung, wie sie oben im Detail beschrieben worden ist, welches einen Diebstahl der Vorrichtung repräsentiert, kann eine zweite erfindungsgemäße Vorrichtung darüber in Kenntnis gesetzt werden, dass die erste Vorrichtung widerrechtlich an eine andere Position verbracht wird. Das Signal kann beispielsweise digital in die Umgebung der gestohlenen Vorrichtung abgestrahlt werden. Um eine elektromagnetische Kapselung der Vorrichtung durch den Dieb wirkungslos zu machen, kann eine akustische (auch auf nichthörbarer Frequenz) und/oder optische Ausgabe des Signals durch die gestohlene Vorrichtung mittels der zweiten erfindungsgemäßen Vorrichtung empfangen und interpretiert werden. Auf diese Weise kann die zweite Vorrichtung auch dann noch den Diebstahl der ersten Vorrichtung melden, wenn eine unmittelbare Benachrichtigung des Betreibers durch die erste Vorrichtung situationsbedingt nicht (mehr) möglich ist. Hierbei können beispielsweise der Zeitpunkt, die Fahrtrichtung, Beschleunigungswerte, eine akustische Aufnahme, Bilder, welche durch die gestohlene Vorrichtung oder die Kamera der zweiten Vorrichtung aufgenommen wurden, etc., an den Betreiber/die Verwaltungseinrichtung gesendet werden, um den Diebstahl aufzuklären bzw. den Ort der Verbringung der ersten Vorrichtung ermitteln zu können. Beispielsweise kann die Vorrichtung hierzu einen Höhensensor (Barometer) aufweisen, um ein Höhenprofil über der Zeit zur Rekonstruktion einer gefahrenen Route zu verwenden. Entsprechend können Beschleunigungs- und/oder Neigungswerte über der Zeit unabhängig vom Empfang elektromagnetischer Signale eines satellitenbasierten Navigationssystems Aufschluss über den Weg der gestohlenen Vorrichtung geben.In response to receiving a signal from a device as described in detail above which represents a theft of the device, a second device according to the invention may be notified that the first device is being unlawfully moved to another position. The For example, signal may be radiated digitally into the environment of the stolen device. In order to render ineffective an electromagnetic encapsulation of the device by the thief, an acoustic (also on inaudible frequency) and / or optical output of the signal can be received and interpreted by the stolen device by means of the second device according to the invention. In this way, the second device can still report the theft of the first device, even if a direct notification of the operator by the first device is situation-dependent (not possible). In this case, for example, the time, the direction of travel, acceleration values, an acoustic recording, pictures taken by the stolen device or the camera of the second device, etc., can be sent to the operator / manager to solve the theft Determine location of the shipment of the first device. For example, the device may include a height sensor (barometer) for using a height profile over time to reconstruct a traveled route. Accordingly, acceleration and / or tilt values over time, regardless of the reception of electromagnetic signals from a satellite-based navigation system, can provide information about the path of the stolen device.
Grundsätzlich ermöglicht die Ortung der erfindungsgemäßen Vorrichtung eine Vielzahl von Erkenntnissen, welche auch im Normalfall/Normalbetrieb wertvoll für den Betreiber sind. Beispielsweise kann das Ladeverhalten der steigenden Anzahl von (E-Fahrzeug-)Nutzern erlernt, antizipiert und in die Zukunft extrapoliert werden, so dass flexibel und schnell auf die Bedürfnisse der (potentiellen) Kunden reagiert werden kann. Wenn das Ladeverhalten prognostizierbar ist, können ggf. die flexiblen Ladesäulen in das stationäre/leitungsvermittelte Stromnetz eingebunden werden, sofern dies gewünscht ist. Insbesondere können die erfindungsgemäßen Vorrichtungen / flexiblen Ladesäulen zur Netzstabilisierung bei Lastschwankungen/Stromschwankungen verwendet werden. Außerdem bietet die erfindungsgemäße Ladesäule zusätzliche Funktionen wie z.B. einen WLAN-Hotspot, Umgebungsinformationen, Werbung und bricht hierdurch Kontaktängste der Passanten auf, steigert die Sicherheit und Lebensqualität in urbanen Einsatzgebieten. Zudem können sog. „Small Cells“ zur Verbesserung des LTE-Netzes in die Vorrichtung integriert werden.In principle, the location of the device according to the invention makes it possible to obtain a large number of findings which are also valuable to the operator in normal / normal operation. For example, the charging behavior of the increasing number of (e-vehicle) users can be learned, anticipated and extrapolated into the future, so that the needs of the (potential) customers can be reacted flexibly and quickly. If the charging behavior can be predicted, the flexible charging stations may possibly be integrated into the stationary / circuit-switched power network, if desired. In particular, the inventive devices / flexible charging columns can be used for network stabilization under load fluctuations / current fluctuations. In addition, the charging station according to the invention offers additional functions, such as A Wi-Fi hotspot, environmental information, advertising and thus breaks down the contact fears of passers-by, increasing the safety and quality of life in urban areas. In addition, so-called "small cells" can be integrated into the device to improve the LTE network.
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und der Figur. Es zeigt:
-
1 eine beispielhafte Situation einer Verbringung eines ersten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung / Ladesäule und eine Verwendung eines zweiten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung / Ladesäule.
-
1 an exemplary situation of a shipment of a first embodiment of a device / charging station according to the invention and a use of a second embodiment of a device / charging station according to the invention.
Bevorzugte AusführungsbeispielePreferred embodiments
Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung einer Ladesäule/flexiblen Ladestation/Vorrichtung zum Laden eines Traktionsenergiespeichers eines elektrisch antreibbaren Fortbewegungsmittels wird der Einsatzort flexibler wählbar und die Auswertung der Nutzung der Vorrichtung stark vereinfacht. Die Wirtschaftlichkeit wird zudem dadurch erhöht, dass Vandalismus und Diebstahlwahrscheinlichkeit effektiv gesenkt und die Attraktivität zum Laden elektrisch antreibbarer Fahrzeuge der erfindungsgemäß ausgestalteten Vorrichtung gegenüber den im Stand der Technik bekannten Anordnungen für die Kunden höher ist.Due to the inventive design of a charging station / flexible charging station / device for charging a traction energy storage of an electrically driven means of transport, the site is more flexibly selectable and the evaluation of the use of the device greatly simplified. The economy is also increased by the fact that vandalism and theft probability is effectively lowered and the attractiveness of charging electrically powered vehicles of the inventively designed device over the prior art arrangements for customers is higher.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 1, 1a, 1b1, 1a, 1b
- flexible Ladesäuleflexible charging station
- 22
- Ladesteckercharging plug
- 33
- Batteriebattery
- 44
- TraktionsenergiespeicherTraction energy storage
- 55
- elektrisches Steuergerät, Auswerteeinheitelectrical control unit, evaluation unit
- 66
- Sende-/Empfangseinheit, AntenneTransceiver, antenna
- 77
- Ortungsmodullocating module
- 88th
- Beschleunigungssensoraccelerometer
- 99
- Verwaltungseinrichtungmanager
- 1010
- elektrisch antreibbarer PKWelectrically driven car
- 1111
- akustisches Signalacoustic signal
- 1212
- Hakenhook
- 1313
- Transportfahrzeugtransport vehicle
- 1414
- Kameracamera
- 1515
- Lautsprecherspeaker
- 1616
- Außendisplayexternal display
- 1717
- DiebThief
- 1818
- verschiebliche Abdeckungsliding cover
- 1919
- Insasse / AnwenderInmate / user
- 2020
- Satellitsatellite
- 2121
- Mikrofonmicrophone
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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