-
Die Erfindung betrifft einen Ladestecker für ein Kraftfahrzeug, welcher zum Aufladen eines Energiespeichers des Kraftfahrzeugs mittels eines Ladestroms in eine Steckdose einsteckbar ist, wobei der Ladestecker eine Ladestromleitung zum mittelbaren oder unmittelbaren elektrischen Verbinden des Energiespeichers mit der Steckdose umfasst.
-
Aus dem Stand der Technik ist ein Ladekabel mit zwei Ladesteckern für ein Kraftfahrzeug bekannt. Die zwei Ladestecker und das Ladekabel dienen zum Aufladen eines Energiespeichers des Kraftfahrzeugs. Bei dem Kraftfahrzeug handelt es sich um ein Elektrofahrzeug, welches bei einem entleerten Energiespeicher mittels der Ladestecker aufgeladen werden kann. Dazu führt ein Benutzer des Kraftfahrzeugs den einen Ladestecker in eine in einer Garage angeordneten Steckdose ein. Ebenfalls verbindet der Benutzer den anderen Ladestecker mit einer weiteren Steckdose, die am Kraftfahrzeug angeordnet ist. Folglich ist die Steckdose in der Garage belegt, und kann ausschließlich zum Laden des Energiespeichers des Kraftfahrzeugs verwendet werden. Wenn beispielsweise der Benutzer gleichzeitig einen weiteren Verbraucher, insbesondere ein Haushaltsgerät in der Garage betreiben will und nur eine Steckdose zur Verfügung steht, dann muss der Benutzer den Ladestecker aus der Steckdose in der Garage herausziehen, um danach einen Verbraucherstecker des Verbrauchers in diese Steckdose einzustecken. Ein gleichzeitiges Laden des Kraftfahrzeugs mittels des Ladesteckers und eine Verwendung des Verbrauchers, insbesondere des Haushaltsgeräts sind daher mit nur einer einzigen Steckdose in der Garage nahezu ausgeschlossen.
-
Daher ist es die Aufgabe der Erfindung, einen Ladestecker bereitzustellen, welcher den Komfort für den Benutzer verbessert.
-
Die Aufgabe wird gelöst durch den kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1, wobei der Ladestecker mit einem Zusatzanschluss, insbesondere mit einer Zusatzsteckdose versehen ist, wobei der Zusatzanschluss zum Anschluss eines vorzugsweise als Haushaltsgeräts ausgebildeten Verbrauchers ausgebildet ist.
-
Durch diese Lösung wird der Komfort für den Benutzer deutlich verbessert, weil durch den Zusatzanschluss auch beim Laden des Kraftfahrzeugs, insbesondere eines Elektrofahrzeugs zusätzlich ein Verbraucher in Betrieb genommen werden kann, obwohl nur beispielsweise eine einzige Steckdose zur Verfügung steht.
-
Im Sinne dieser Erfindung können die Kraftfahrzeuge als Elektrofahrzeuge, insbesondere Elektroautomobile, als Elektrofahrräder, als Elektromotorräder, als Elektroschiffe,, wobei jedes dieser Kraftfahrzeuge mindestens einen Energiespeicher aufweist, insbesondere einen Akkumulator, der mit Strom aufgeladen werden kann.
-
Im Sinne dieser Erfindung können die Verbraucher als Haushaltsgeräte, insbesondere als Wäschetrockner, Waschmaschinen, Kühlschränke, Geschirrspülmaschinen und dergleichen ausgebildet sein. Grundsätzlich kann jeder Verbraucher, der mit Strom betrieben wird, mittels des Verbrauchersteckers mit der Steckdose, die beispielsweise in einer Garage angeordnet ist, elektrisch verbunden werden.
-
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Ladesteckers kann vorgesehen sein, die Zusatzsteckdose zum Einstecken eines Verbrauchersteckers des Verbrauchers vorgesehen ist, wobei der Verbraucherstecker eine Verbraucherstromleitung zum Betreiben des Verbrauchers mittels eines Verbraucherstroms umfasst, wobei die Verbraucherstromleitung mit dem Verbraucher elektrisch verbindbar ist.
-
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Ladesteckers das kann vorgesehen sein, dass der Ladestecker eine Sicherungsvorrichtung aufweist, die zum Steuern des Verbraucherstroms und/oder Ladestroms ausgebildet ist. Die Sicherungsvorrichtung sorgt in vorteilhafterweise dafür eine Überwachung der Stromstärke durchzuführen, so dass bei zu hohen Stromstärken, welche durch den Verbraucherstrom und/oder den Ladestrom verursacht werden, Maßnahmen eingeleitet werden können. Die Sicherungsvorrichtung ist daher in der Lage, bei einer kritischen Stromstärke, bei welcher beispielsweise Brandgefahr bestehen könnte aufgrund von überhitzten Leitungen, den Ladestrom und oder dem Verbraucherstrom zu steuern. Dadurch wird die Zuverlässigkeit des Ladesteckers verbessert und das Laden des Energiespeichers des Kraftfahrzeugs deutlich sicherer.
-
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführung des Ladestecker kann vorgesehen sein, dass die Sicherungsvorrichtung eine Messeinrichtung, welche zum Messen des Ladestroms und/oder Verbraucherstroms ausgebildet ist und/oder eine elektronische und/oder mechanische Schaltvorrichtung, welche zum Anschalten und/oder Abschalten des Ladestroms und/oder Verbrauchserstroms ausgebildet ist und/oder eine Speichereinheit, welche zum Abspeichern von Messwerten, insbesondere Stromstärken ausgebildet ist, umfasst. Mit Hilfe der Messeinrichtung können die Messwerte, insbesondere die Stromstärken, welche durch den Verbraucher und oder durch das Laden des Energiespeichers des Kraftfahrzeugs mittels des Ladesteckers entstehen, exakt erfasst werden. Mit der Kenntnis der Werte der einzelnen Stromstärken kann im Sinne eines Lademanagements mittels einer dem Ladestecker zugeordneten Steuerungsvorrichtung bei zu hohen Stromstärken, der Stromfluss des Verbrauchers und der Stromfluss zum Laden des Kraftfahrzeugs gesteuert werden. Damit die Werte der Stromstärken immer aktuell weiterverarbeitet werden können, werden diese vorzugsweise in einer Speichereinheit abgespeichert. Diese Werte der Stromstärken können nach einer vorbestimmten Zeit selbstständig durch die Steuerungsvorrichtung automatisch gelöscht werden. Es ist allerdings auch denkbar, dass die Werte so lange in der Speichereinheit gespeichert sind, bis ein Benutzer diese manuell löscht. Auch ist es möglich, die Werte der Stromstärken auszulesen und mittels eines Datenverarbeitungsprogramms weiter zu bearbeiten. Die Schaltvorrichtung, welche elektronisch und/oder mechanisch funktioniert, wird durch die Steuerungsvorrichtung bei zu hohen Stromstärken oder durch den Benutzer selber geschaltet. Durch die Schaltvorrichtung wird die Sicherheit des Ladesteckers, insbesondere des Ladevorgangs weiter verbessert, weil die Schaltvorrichtung für die Abschaltung des Verbraucherstroms und/oder Ladestroms sorgen kann.
-
Der Ladestecker kann sicher und komfortabel verwendet werden, wenn ein Grenzwertstrom vorgesehen ist, welcher die Summe aller Einzelströme, insbesondere die Summe aus dem Verbraucherstrom und dem Ladestrom ist, wobei die Messvorrichtung die Verbraucherstromleitung und/oder die Ladestromleitung mittels der Schaltvorrichtung unterbricht, wenn der gemessene Strom größer als der Grenzwertstrom ist. Vorzugsweise ist vorgesehen, dass beim einem gemessenen Strom, der größer als der Grenzwertstrom ist zuerst die Ladestromleitung mittels der Schaltvorrichtung unterbrochen wird. Der Benutzer kann aber auch selbst entscheiden, ob der Verbraucher oder der Ladestecker Vorrang bei der Abschaltung hat. Des Weiteren kann vorgesehen sein, dass die Speichereinheit des Ladesteckers zum Abspeichern einer Grenzwertstromstärke des Grenzwertstroms ausgebildet ist. Alle diese Informationen, insbesondere die Grenzwertstromstärke und/oder, ob der Verbraucher oder der Ladestecker Vorrang hat, kann beispielsweise in der Speichereinheit des Ladesteckers abgespeichert sein, oder alternativ oder zusätzlich in einer Speichereinheit des Kraftfahrzeugs. Gleichwohl ist es auch denkbar, dass diese Informationen in einer Speichereinheit des Verbrauchers abgespeichert werden kann. Um eine Beschädigung, insbesondere des Ladesteckers zu verhindern, sollte vorgesehen sein, dass der Grenzwertstrom größer als 30A, vorzugsweise größer als 48A ist.
-
Die Sicherheit des Ladesteckers kann weiter verbessert werden, wenn bei einem gemessenen Strom, der größer als der Grenzwertstrom ist, zuerst die Ladestromleitung mittels der Schaltvorrichtung unterbrochen wird.
-
Nach einer alternativen Ausführung kann vorgesehen sein, dass bei einem gemessenen Strom, der größer als der Grenzwertstrom ist, zuerst die Verbraucherstromleitung mittels der Schaltvorrichtung unterbrochen wird. Vorzugsweise kann der Benutzer beispielsweise mittels einer App auf dem Smartphone wählen, ob er dem Kraftfahrzeug eine vorrangige Stellung gegenüber dem Verbraucher gewähren möchte, so dass gewährleistet wird, dass das Kraftfahrzeug schneller aufgeladen wird.
-
Besonders vorteilhaft kann der Ladestecker ausgebildet sein, wenn die mechanische Schaltvorrichtung beim Einstecken des Verbrauchersteckers in den Zusatzanschluss schaltbar ist, wobei beim Einstecken des Verbrauchersteckers in den Zusatzanschluss die Ladestromleitung durch die mechanische Schaltvorrichtung unterbrochen wird. Durch diese Maßnahme wird der Komfort bei der Benutzung des Ladesteckers erheblich verbessert, weil mit dem Einstecken des Verbrauchersteckers ohne die Durchführung einer zusätzlichen Handlung die Deaktivierung der Ladestromleitung, insbesondere des Ladestroms benötigt werden. Dadurch wird folglich auch die Konstruktion des Ladesteckers kostengünstiger, weil weniger Bauteile verwendet werden müssen.
-
Des Weiteren ist es die Aufgabe der Erfindung, ein Ladesystem bereitzustellen, welches den Komfort für den Benutzer verbessert.
-
Die Aufgabe wird gelöst durch den Patentanspruch 10, wobei ein Ladesystem für ein Kraftfahrzeug vorgesehen ist, welches den erfindungsgemäßen Ladestecker nach mindestens einem der oben beschriebenen Ausführungen aufweist, wobei das Ladesystem mindestens zwei Steckdosen und mindestens einen Zusatzanschluss, insbesondere eine Zusatzsteckdose umfasst.
-
Nach einer bevorzugten Ausführung des Ladesystems kann vorgesehen sein, dass eine Steckdose in einem Gebäude, insbesondere in einer Garage angeordnet ist. Ferner kann eine Steckdose alternativ oder zusätzlich in einer Ladesäule angeordnet sein, wobei die Ladesäule in dem Gebäude angeordnet ist. Mit Hilfe dieser Steckdose kann ein Benutzer sein Kraftfahrzeug, insbesondere den Energiespeicher des Kraftfahrzeugs aufladen. Daher sollte auch vorgesehen sein, dass mindestens eine Steckdose im oder am Kraftfahrzeug angeordnet ist, wobei die weitere Steckdose als Kraftfahrzeugsteckdose ausgebildet ist. Des Weiteren kann vorgesehen sein, dass ein Ladekabel den Ladestecker und einen kraftfahrzeugseitigen Ladestecker umfasst, welcher vorzugsweise in die Kraftfahrzeugsteckdose einsteckbar ist, wobei die Kraftfahrzeugsteckdose mit dem Energiespeicher elektrisch verbunden ist. Somit wird ein Ende des Ladesteckers in die Steckdose in der Garage eingesteckt und das andere Ende des Ladesteckers in die Steckdose des Kraftfahrzeugs eingesteckt.
-
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführung des Ladesystems kann vorgesehen sein, dass der kraftfahrzeugseitige Ladestecker mit einem kraftfahrzeugseitigen Zusatzanschluss, welcher hier als Zusatzsteckdose zum Einstecken des Verbrauchersteckers des Verbrauchers ausgebildet ist, insbesondere des Haushaltsgeräts versehen ist, wobei der Verbraucherstecker die Verbraucherstromleitung zum Betreiben des Verbrauchers mittels des Verbraucherstroms umfasst, wobei die Verbraucherstromleitung mit dem Verbraucher elektrisch verbindbar ist. Somit kann der Verbraucherstecker sowohl in den Ladestecker, der in die Steckdose der Ladesäule gesteckt wird, als auch in den kraftfahrzeugseitigen Ladestecker eingesteckt werden. Folglich können mehrere Verbraucher mit dem Ladekabel verbunden werden, solange eine Überschreitung der Grenzwertstromstärke durch alle summierten Ströme, insbesondere der Verbraucherströme und der Ladeströme ausgeschlossen ist. Der Komfort wird für den Benutz durch diese Ausgestaltung des Ladekabels, insbesondere durch die mit mindestens jeweils einem Zusatzanschluss, insbesondere Zusatzsteckdose versehenen Ladesteckern des Ladekabels weiter erhöht.
-
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführung des Ladesystems kann vorgesehen sein, dass das Haushaltsgerät als Wäschetrockner und/oder als Waschmaschine ausgebildet ist. Insbesondere bei einem Wäschetrockner kann es aufgrund des erhöhten Energieverbrauchs zu einer Erhöhung der Verbraucherstromstärke kommen.
-
Der erfindungsgemäße Ladestecker und das erfindungsgemäße Ladesystem werden anhand eines Ausführungsbeispiels näher beschrieben. Die Figuren zeigen:
- 1 ein erfindungsgemäßes Ladesystem, welches in einer Garage angeordnet ist, und
- 2 einen erfindungsgemäßen Ladestecker eines Ladekabels mit einem, Zusatzanschluss für eine Ladesäule, in welche ein Verbraucherstecker einsteckbar ist.
-
In der 1 ist eine als Gebäude 1 ausgebildete Garage visualisiert, in welcher unter anderem ein Kraftfahrzeug 2 mit einer Steckdose 3, insbesondere Kraftfahrzeugsteckdose, ein als Verbraucher 4 ausgebildetes Haushaltsgerät, insbesondere ein Wäschetrockner oder eine Waschmaschine, und eine Ladesäule 5 mit einer Steckdose 6 angeordnet ist. Alternativ kann die Steckdose 6 auch direkt an der Garage angeordnet sein. Die Ladesäule 5, insbesondere die Steckdose 6 ist beispielsweise mittelbar oder unmittelbar an einen Hausanschluss mit 30 A Stromstärke und 240 V Spannung oder alternativ an einen DreiPhasen-Drehstrom-Anschluss mit 48 A Stromstärke und 400 V Spannung angeschlossen. Ferner ist ein Ladekabel 7 mit einem Ladestecker 8 und einen kraftfahrzeugseitigen Ladestecker 9 vorgesehen. Der kraftfahrzeugseitigen Ladestecker 9 wird in die Steckdose 3 des Kraftfahrzeugs 2 eingesteckt und der Ladestecker 8 wird in die Steckdose 6 der Ladesäule 5 eingesteckt. Folglich wird mit dem Ladekabel 7 ein Energiespeicher des Kraftfahrzeugs 2, der mittelbar oder unmittelbar mit der Kraftfahrzeugsteckdose verbunden ist, mit Strom aufgeladen. Der Ladestecker 8 umfasst zudem noch einen als Zusatzsteckdose ausgebildeten Zusatzanschluss 10, dargestellt in der 2, in welchen ein mit einem Verbraucherkabel 12 verbundener Verbraucherstecker 11 des Verbrauchers 4 eingesteckt werden kann. Ein erfindungsgemäßes Ladesystem umfasst daher mindestens 2 Steckdosen 3, 6 und mindestens einen Zusatzanschluss 10.
-
In der 2 ist der Ladestecker 8 des Ladekabels 7 und der Verbraucherstecker 11 des Verbrauchers 4 sowie die Ladesäule 5 mit der Steckdose 6 näher gezeigt. Der erfindungsgemäße Ladestecker 8, welcher zum Aufladen des Energiespeichers des Kraftfahrzeugs 2 mittels eines Ladestroms ausgebildet ist, muss zum Aufladen des Energiespeichers in die Steckdose 6 der Ladesäule 5 eingesteckt werden, wobei der Ladestecker 8 eine nicht näher dargestellte Ladestromleitung zum unmittelbaren oder mittelbaren elektrischen Verbinden des Energiespeichers mit der Steckdose 6 umfasst. Wie bereits oben erwähnt ist der Ladestecker 8 mit dem als Zusatzsteckdose ausgebildeten Zusatzanschluss 10 versehen. In diesen Zusatzanschluss 10 kann der Verbraucherstecker 11 des Verbrauchers 4 eingesteckt werden, wobei der Verbraucherstecker 11 eine nicht näher gezeigte Verbraucherstromleitung zum Betreiben des Verbrauchers 4 mittels eines Verbraucherstroms umfasst, wobei die Verbraucherstromleitung mit dem Verbraucher 4 elektrisch verbunden ist.
-
Des Weiteren weist der Ladestecker 8 eine nicht näher dargestellte Sicherungsvorrichtung auf, die zum Steuern und/oder Regeln des Verbraucherstroms und/oder des Ladestroms ausgebildet ist. Die Sicherungsvorrichtung umfasst eine Messeinrichtung, welche zum Messen des Ladestroms und/oder Verbraucherstroms ausgebildet ist, und/oder eine elektronische und/oder mechanische Schaltvorrichtung, welche zum Anschalten und/oder Abschalten des Ladestroms und/oder Verbrauchserstroms ausgebildet ist, und/oder eine Speichereinheit, welche zum Abspeichern von Messwerten, insbesondere Stromstärken ausgebildet ist.
-
Des Weiteren ist ein Grenzwertstrom vorgesehen, welcher die Summe aller Einzelströme ist, insbesondere die Summe aus dem Verbraucherstrom und dem Ladestrom, wobei die Messvorrichtung die Verbraucherstromleitung oder die Ladestromleitung mittels der Schaltvorrichtung unterbricht, wenn der gemessene Strom größer als der Grenzwertstrom ist.
-
Wenn die Messvorrichtung einen Strom misst, der größer als der Grenzwertstrom ist, wird mittels der Schaltvorrichtung die Ladestromleitung des Ladekabels, insbesondere des Ladesteckers 8 unterbrochen. Alternativ kann auch vorgesehen sein, dass bei einem gemessenen Strom, der größer als der Grenzwertstrom ist, zuerst die Verbraucherstromleitung mittels der Schaltvorrichtung unterbrochen wird. Die Grenzwertstromstärke des Grenzwertstroms kann folglich in einer Speichereinheit des Ladestecker und/oder der Ladesäule abgespeichert werden. Dabei ist vorzugsweise der Grenzwertstrom größer als 30 A, vorzugsweise größer als 48 A.
-
Um die Sicherheit weiter zu verbessern, kann vorgesehen sein, dass die mechanische Schaltvorrichtung beim Einstecken des Verbraucherstecker 11 in den Zusatzanschluss 10 schaltbar ist, wobei beim Einstecken des Verbrauchersteckers 11 in den Zusatzanschluss 10 die Ladestromleitung durch die mechanische Schaltvorrichtung unterbrochen wird. Dadurch wird in vorteilhafter Weise sichergestellt, dass es nicht zu einem Kabelbrand kommt, welcher durch eine zu hohe Stromstärke im Ladesystem verursacht werden könnte.
-
Wenn nun ein Benutzer den Energiespeicher seines Kraftfahrzeugs 2, welches vorzugsweise als Elektrofahrzeug ausgebildet ist, aufladen möchte, dann steckt er den Ladestecker 8 in die Ladesteckdose 6 der Ladesäule 5 und den kraftfahrzeugseitigen Ladestecker 9 in die Kraftfahrzeugsteckdose des Kraftfahrzeugs. Danach kann der Ladevorgang des Energiespeichers des Kraftfahrzeugs 2 beginnen. Nun kann es sein, dass während des Ladevorgangs des Kraftfahrzeugs 2 der Benutzer den in der Garage angeordneten Wäschetrockner betreiben möchte. Dazu steckt der Benutzer den Verbraucherstecker 11 in die Zusatzsteckdose des Ladesteckers 8. Die Sicherungsvorrichtung, welche vorzugsweise in dem Ladestecker 8 und/oder der Ladesäule 5 angeordnet ist, misst mit der Messvorrichtung die Ladestromstärke und die Verbraucherstromstärke. Liegt die Summe der Ladestromstärke und der Verbraucherstromstärke über der Grenzwertstromstärke, so wird der Ladevorgang des Energiespeichers des Kraftfahrzeugs 2 entweder komplett durch die Schaltvorrichtung ausgeschaltet oder die Ladestromstärke wird verringert. Somit wird in vorteilhafter Weise verhindert, dass ein Brand, insbesondere ein Kabelbrand in der Garage entsteht. Ferner kann darauf verzichtet werden, eine zusätzliche Steckdose in der Garage anzuordnen, um beispielsweise den Wäschetrockner anzuschließen. Der Wäschetrockner kann aufgrund des erfindungsgemäßen Ladesteckers bzw. Ladesystems sicher und einfach mit Energie versorgt werden, in dem der Verbraucherstecker 11 in die Zusatzsteckdose eingesteckt wird.
-
Ebenfalls ist es denkbar, dass eine Steuerungsvorrichtung des Ladesteckers 8 und/oder der Ladesäule 5 die Stromstärken, insbesondere den Ladestrom und/oder den Verbraucherstrom steuert bzw. regelt, wenn ein Verbraucherstecker 11 in die Zusatzsteckdose des Ladesteckers 8 eingesteckt wird. Wenn die Stromstärke des Verbrauchers 4 sich erhöht und die Summe der Verbraucherstromstärke und der Ladestromstärke größer als die Grenzwertstromstärke ist, kann die Steuerungsvorrichtung im Sinne eines Lademanagements den Ladestrom verringern oder gegebenenfalls komplett abschalten.
-
Ferner ist es auch möglich, dass alternativ oder zusätzlich der kraftfahrzeugseitige Ladestecker 9 mit einem kraftfahrzeugseitigen Zusatzanschluss, insbesondere einer Zusatzsteckdose zum Einstecken des Verbrauchersteckers 11 des Verbrauchers 4, insbesondere des Haushaltsgeräts versehen ist, wobei der Verbraucherstecker 11 die Verbraucherstromleitung zum Betreiben des Verbrauchers 4 mittels des Verbraucherstroms umfasst, wobei die Verbraucherstromleitung mit dem Verbraucher 4 elektrisch verbindbar ist.
-
Bei dem Kraftfahrzeug 2 kann es sich um ein Elektrofahrzeug, ein Elektrofahrrad, ein Elektroboot, ein Elektrofluggerät, insbesondere um eine Elektrodrohne und dergleichen handeln.
-
Das Gebäude 1 kann auch als Halle, als Werkstatt, als Parkhaus oder dergleichen ausgebildet sein.
-
Die oben beschriebene Sicherungsvorrichtung kann im Ladestecker 8, im kraftfahrzeugseitigen Ladestecker 9, im Kraftfahrzeug 2 oder in der Ladesäule 5 angeordnet sein.
-
Es ist ebenfalls denkbar, dass zwischen dem Ladestecker 5 und der Ladesäule 8 ein aufladbares und entladbares Energiespeichersystem angeordnet wird, welches mindestens einen Akkumulator umfasst. Somit könnte ein 450V-Anschluss für das Kraftfahrzeug 2 bereitgestellt werden und folglich die Aufladezeit des Energiespeichers des Kraftfahrzeugs 2 beschleunigt werden. Der Benutzer könnte daher selbst darauf einen Einfluss nehmen, ob er den Aufladevorgang des Energiespeichers beschleunigen oder entschleunigen möchte.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Gebäude
- 2
- Kraftfahrzeug
- 3
- Steckdose des Kraftfahrzeugs 2
- 4
- Verbraucher
- 5
- Ladesäule
- 6
- Steckdose der Ladesäule 5
- 7
- Ladekabel
- 8
- Ladestecker
- 9
- kraftfahrzeugseitiger Ladestecker
- 10
- Zusatzanschluss
- 11
- Verbraucherstecker
- 12
- Verbraucherkabel
