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Die Erfindung betrifft ein Ladekabel, einen Ladestecker und eine Ladeanordnung zum Laden eines Elektrofahrzeuges. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Ausbilden einer elektrischen Verbindung zwischen einer Ladestation und einem Elektrofahrzeug.
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Zum Laden eines Elektrofahrzeuges muss das Elektrofahrzeug an eine Ladestation gefahren und ein Energiespeicher des Elektrofahrzeuges mit der Ladestation elektrisch verbunden werden. Anschließend kann der Energiespeicher mittels eines von der Ladestation bereitgestellten Ladestroms geladen werden. Zum Ausbilden einer elektrischen Verbindung zwischen der Ladestation und dem Elektrofahrzeug existiert eine Vielzahl von standardisierten elektrischen Schnittstellen. Für ein Laden mit einem Wechselstrom über ein AC-Ladekabel existieren die Ladesteckertypen Typ 1, Typ 2 und GB/T AC (GB/T 20234.2), für ein Laden mit einem Gleichstrom über ein DC-Ladekabel existieren die Ladesteckertypen CCS Typ 1, CCS Typ 2, GB/T DC (GB/T 20234.3-2015) und CHAdeMO. Insgesamt ergeben sich also sieben miteinander inkompatible Standards. Dies erschwert den Aufbau einer Ladeinfrastruktur für Elektrofahrzeuge.
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Aus der
DE 10 2015 206 047 A1 ist ein Ladesteckeradapter zum Laden eines Elektrofahrzeuges mit CCS-System über eine Ladestation mit CHAdeMO-System bekannt.
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Ferner ist aus der
DE 10 2017 210 808 A1 ein Ladesteckeradapter bekannt, bei dem ein zum DC-Laden vorgesehener Ladesteckertyp CCS Typ
2 zu einem für das AC-Laden geeigneten Stecker Typ
2 adaptiert werden kann, wobei die DC-Leitung zum Laden mittels eines Wechselstroms verwendet werden kann.
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Aus der
DE 10 2013 007 330 A1 sind ferner ein Wechselstecker sowie ein Teilesatz zum länderübergreifenden elektrischen Laden eines Fortbewegungsmittels bekannt. Der Wechselstecker umfasst eine kabelseitige Aufnahme, eine infrastrukturseitige Aufnahme, ein Gehäuse sowie eine im Gehäuse angeordnete Steuereinrichtung zur Überprüfung und/oder Sicherstellung eines ordnungsgemäßen Ladebetriebs. Die kabelseitige und die infrastrukturseitige Aufnahme sind zur Kontaktierung des Wechselsteckers am Gehäuse angeordnet. Je nach Bedarf kann ein länderspezifisches Anschlusselement mit der infrastrukturseitigen Aufnahme verbunden werden.
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Das Laden an Ladestationen über unterschiedliche standardisierte elektrische Schnittstellen ist derzeit nur unbefriedigend gelöst.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Ladekabel, einen Ladestecker sowie eine Ladeanordnung zum Laden eines Elektrofahrzeuges und ein Verfahren zum Ausbilden einer elektrischen Verbindung zwischen einer Ladestation und einem Elektrofahrzeug zu schaffen, bei denen das Laden über unterschiedliche standardisierte elektrische Schnittstellen am Elektrofahrzeug verbessert durchgeführt werden kann.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Ladekabel mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1, einen Ladestecker mit den Merkmalen des Patentanspruchs 6, eine Ladeanordnung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 11 und ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 13 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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In einem ersten Aspekt der Erfindung wird insbesondere ein Ladekabel zum Laden eines Elektrofahrzeuges geschaffen, wobei das Ladekabel infrastrukturseitig mit einer Ladestation verbunden ist oder verbunden werden kann, umfassend mindestens einen DC-Leitungsstrang zum Übertragen eines Gleichstroms und/oder mindestens einen AC-Leitungsstrang zum Übertragen eines Wechselstroms und mindestens einen Schutzleiter, wobei das Ladekabel fahrzeugseitig eine vereinheitlichte Kopplungsschnittstelle aufweist, an der ein auswechselbarer Ladestecker mit einer komplementär ausgebildeten vereinheitlichten Kopplungsschnittstelle angeordnet und mit dieser auf lösbare Weise verbunden werden kann.
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In einem zweiten Aspekt der Erfindung wird insbesondere ein Ladestecker zum Laden eines Elektrofahrzeuges geschaffen, wobei der Ladestecker infrastrukturseitig eine komplementär ausgebildete vereinheitlichte Kopplungsschnittstelle aufweist, welche mit einer vereinheitlichten Kopplungsschnittstelle eines Ladekabels verbunden werden kann,
und wobei der Ladestecker fahrzeugseitig eine standardisierte elektrische Ladeschnittstelle zum Verbinden mit einer entsprechenden standardisierten elektrischen Ladeschnittstelle des Elektrofahrzeugs aufweist.
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In einem dritten Aspekt der Erfindung wird insbesondere eine Ladeanordnung zum Laden eines Elektrofahrzeuges geschaffen, umfassend ein Ladekabel gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung und einen Ladestecker gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung.
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In einem vierten Aspekt der Erfindung wird insbesondere ein Verfahren zum Ausbilden einer elektrischen Verbindung zwischen einer Ladestation und einem Elektrofahrzeug zur Verfügung gestellt, umfassend die folgenden Schritte: Bereitstellen eines Ladesteckers in Abhängigkeit einer standardisierten elektrischen Ladeschnittstelle des Elektrofahrzeugs, Ankoppeln einer komplementär ausgebildeten vereinheitlichten Kopplungsschnittstelle des bereitgestellten Ladesteckers an eine vereinheitlichte Kopplungsschnittstelle eines mit einer Ladestation verbundenen Ladekabels, Ankoppeln des mit dem Ladekabel verbundenen Ladesteckers über die standardisierte elektrische Ladeschnittstelle an das Elektrofahrzeug.
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Die Erfindung ermöglicht es, eine einheitliche Ladeinfrastruktur aufzubauen. Das Ladekabel umfasst mindestens einen DC-Leitungsstrang und/oder mindestens einen AC-Leitungsstrang, sodass sowohl ein Laden über einen Gleichstrom als auch über einen Wechselstrom möglich ist. Die DC- und AC-Leitungsstränge können hierbei jeweils mehrere elektrische Leiter umfassen. Fahrzeugseitig weist das Ladekabel eine vereinheitliche Kopplungsschnittstelle auf, das heißt die vereinheitlichte Kopplungsschnittstelle ist auf keine der standardisierten elektrischen Ladeschnittstellen festgelegt oder beschränkt. Zwischen das erfindungsgemäße Ladekabel und eine standardisierte elektrische Ladeschnittstelle am Elektrofahrzeug wird der erfindungsgemäße Ladestecker angeordnet. Diesen kann ein Fahrer des Elektrofahrzeugs beispielsweise im Elektrofahrzeug mitführen und für das Laden an einer Ladestation bereithalten. Der Ladestecker umfasst infrastrukturseitig eine komplementär ausgebildete vereinheitlichte Kopplungsschnittstelle, über welche der Ladestecker mit der vereinheitlichten Kopplungsschnittstelle des Ladekabels der Ladestation verbunden wird. Fahrzeugseitig weist der Ladestecker eine standardisierte elektrische Ladeschnittstelle auf. Über diese wird der Ladestecker mit einer entsprechenden standardisierten elektrischen Ladeschnittstelle des Elektrofahrzeugs verbunden.
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Es kann vorgesehen sein, dass das Ladekabel mindestens einen DC-Leitungsstrang und mindestens einen AC-Leitungsstrang umfasst.
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Es kann insbesondere auch vorgesehen sein, dass unabhängig von einer Bezeichnung ein AC-Strom über einen DC-Leitungsstrang bzw. ein DC-Strom über einen AC-Leitungsstrang des Ladekabels bereitgestellt wird.
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Durch die vereinheitlichte Kopplungsschnittstelle lässt sich eine einheitliche Ladeinfrastruktur trotz einer Vielzahl von standardisierten elektrischen Schnittstellen an den Elektrofahrzeugen realisieren. Für jede standardisierte elektrische Ladeschnittstelle wird jeweils ein Ladestecker bereitgestellt, der die vereinheitlichte Kopplungsschnittstelle mit der jeweiligen standardisierten elektrischen Schnittstelle verbindet. Eine in der beschriebenen Art ausgelegte Ladeinfrastruktur kann auf einfache Weise aufgebaut und um weitere standardisierte elektrische Ladeschnittstellen erweitert werden. Hierzu muss bei ansonsten unveränderter Ladeinfrastruktur lediglich ein weiterer Ladestecker mit entsprechender Ladeschnittstelle bereitgestellt werden. Dies spart Kosten und steigert die Flexibilität.
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Im Ladestecker sind elektrische Verbindungen ausgebildet, die den DC-Leitungsstrang und/oder den AC-Leitungsstrang sowie den mindestens einen Schutzleiter und gegebenenfalls weitere vorhandene Leitungen mit entsprechenden Kontakten der jeweils vorgesehenen fahrzeugseitigen standardisierten elektrischen Ladeschnittstelle verbinden.
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Das Ladekabel umfasst insbesondere eine Ummantelung und eine Isolierung zwischen den Leitungssträngen und den sonstigen Leitungen. Der Ladestecker umfasst insbesondere ein Gehäuse.
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Eine Ladestation kann sowohl eine unabhängig von anderen Einrichtungen ausgebildete Vorrichtung, beispielsweise eine Ladesäule, sein. Eine Ladestation kann jedoch auch an einem Gebäude ausgebildet sein, beispielsweise als sogenannte „Wallbox“. Das Ladekabel kann hierbei infrastrukturseitig sowohl über eine weitere Schnittstelle mit der Ladestation verbunden als auch infrastrukturseitig fest in bzw. mit der Ladestation verdrahtet sein. Insbesondere kann die Ladestation zum Laden sowohl einen Gleich- als auch einen Wechselstrom mit jeweils unterschiedlicher Leistung bereitstellen, sodass ein Laden über die verschiedenen standardisierten elektrischen Ladeschnittstellen möglich ist. Je nach vorliegender elektrischer Ladeschnittstelle wird dann die Stromart und die Leistung gewählt und bereitgestellt.
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Ein Elektrofahrzeug bezeichnet sowohl ein reines Elektrofahrzeug als auch ein Hybridfahrzeug. Insbesondere bezeichnet eine Elektrofahrzeug ein Kraftfahrzeug. Ein Elektrofahrzeug kann prinzipiell jedoch auch ein anderes Fahrzeug sein, beispielsweise ein Nutzfahrzeug, ein Elektrofahrrad oder ein elektrisch angetriebenes Boot etc.
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In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Ladekabel mindestens eine Niedervoltleitung aufweist. Über die mindestens eine Niedervoltleitung kann infrastrukturseitig eine Niedervoltversorgungsspannung für im Ladestecker angeordnete elektrische Verbraucher bereitgestellt werden. Eine solche Niedervoltspannung kann beispielsweise 12 V oder die bei logischen Schaltkreisen üblicherweise verwendeten 5 V sein.
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In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Ladekabel mindestens eine Kommunikationsleitung aufweist. Hierdurch kann eine Kommunikation zwischen der Ladestation und einem an dem Ladekabel angeordneten Ladestecker sowie dem Elektrofahrzeug ermöglicht werden. Insbesondere eine Steuerung bzw. Regelung des Ladevorgangs kann über die mindestens eine Kommunikationsleitung erfolgen. Die mindestens eine Kommunikationsleitung in dem Ladekabel kann beispielsweise als Ethernet-Verbindung ausgebildet sein. Über die Kommunikationsleitung werden dann Ethernet-Frames zwischen der Ladestation bzw. einer Ladeinfrastruktur und dem Ladestecker ausgetauscht.
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Es ist insbesondere vorgesehen, dass die mindestens eine Kommunikationsleitung bzw. ein darüber laufendes Kommunikationsprotokoll standardisiert ist, das heißt bei allen Ladestationen, Ladekabeln und Ladesteckern das gleiche ist, beispielsweise das Ethernet-Protokoll.
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In einer Ausführungsform des Ladesteckers ist vorgesehen, dass der Ladestecker eine Steuereinrichtung aufweist, wobei der Ladestecker derart ausgebildet ist, dass eine Spannungsversorgung der Steuereinrichtung über eine von einem angekoppelten Ladekabel bereitgestellte Niedervoltleitung erfolgen kann, und wobei die Steuereinrichtung dazu eingerichtet ist, eine Umsetzung zwischen einem Kommunikationsprotokoll der Ladestation und einem Kommunikationsprotokoll des Elektrofahrzeugs durchzuführen. Die Kommunikation der Steuereinrichtung mit der Ladestation kann beispielsweise über die Kommunikationsleitung erfolgen. Es kann beispielsweise vorgesehen sein, dass die Steuereinrichtung Ethernet-Frames einer Kommunikation zwischen der Ladestation und dem Ladestecker in Controller Area Network-(CAN)-Bus-Frames umwandelt und umgekehrt. Die Ladestation kann dann mit dem Elektrofahrzeug kommunizieren und beispielsweise einen Ladevorgang regeln und/oder eine Leistungsabrechnung vornehmen. Die Umsetzung der Kommunikationsprotokolle in dem Ladestecker ermöglicht es, vorhandene und zukünftige Kommunikationsprotokolle einzubinden, da für jedes fahrzeugseitig verwendete Kommunikationsprotokoll ein entsprechend ausgebildeter Ladestecker bereitgestellt und verwendet werden kann. Eine Erweiterung einer vorhandenen Ladeinfrastruktur ist daher problemlos möglich.
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Die Steuereinrichtung kann als eine Kombination von Hardware und Software ausgebildet sein, beispielsweise als Programmcode, der auf einem Mikrocontroller oder Mikroprozessor ausgeführt wird.
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In einer weiteren Ausführungsform des Ladesteckers ist vorgesehen, dass der Ladestecker eine drahtlose Kommunikationsschnittstelle aufweist, über die die Steuereinrichtung drahtlos mit der Ladestation kommunizieren kann. Sofern eine Kommunikationsleitung in dem Ladekabel vorhanden ist, kann diese zusätzlich verwendet werden. Die Kommunikation kann jedoch auch ausschließlich drahtlos erfolgen.
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Sofern eine Kommunikation drahtlos erfolgen kann, ist es möglich, das Ladekabel ohne eine Kommunikationsleitung bereitzustellen. Hierdurch werden Leitungen und Material eingespart und das Ladekabel kann einfacher aufgebaut sein.
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Bevor eine drahtlose Kommunikation zwischen der Ladestation, dem Ladestecker und/oder dem Elektrofahrzeug erfolgen kann, ist insbesondere vorgesehen, dass eine Authentifizierung des Ladesteckers und/oder des Elektrofahrzeugs durchgeführt wird. Hierzu ist die Steuereinrichtung dazu eingerichtet, eine solche Authentifizierung durchzuführen.
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In einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass die vereinheitlichte Kopplungsschnittstelle mindestens ein Verriegelungsmittel aufweist, welches mit mindestens einem komplementär ausgebildeten Verriegelungsmittel des Ladesteckers auf lösbare Weise verriegelt werden kann. Dies ermöglicht das Ausbilden und Gewährleisten einer sicheren mechanischen Verbindung zwischen dem Ladekabel und dem Ladestecker während des Ladens.
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In einer Ausführungsform des Ladesteckers ist entsprechend vorgesehen, dass die komplementär ausgebildete vereinheitlichte Kopplungsschnittstelle mindestens ein komplementär ausgebildetes Verriegelungsmittel aufweist, welches mit mindestens einem Verriegelungsmittel des Ladekabels auf lösbare Weise verriegelt werden kann.
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Die Verriegelungsmittel können als Rastverbindung, Klemmverbindung und/oder Schraubverbindung ausgebildet sein.
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In einer weiterbildenden Ausführungsform ist vorgesehen, dass das mindestens eine Verriegelungsmittel gesteuert verriegelt und/oder entriegelt werden kann. Das Ver- und Entriegeln wird beispielsweise von der Steuereinrichtung gesteuert. Das gesteuerte Ver- und Entriegeln erfolgt dann beispielsweise mittels angesteuerter Aktoren.
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In einer weiterbildenden Ausführungsform des Ladesteckers ist entsprechend vorgesehen, dass das mindestens eine komplementär ausgebildete Verriegelungsmittel gesteuert verriegelt und/oder entriegelt werden kann, wobei die Steuereinrichtung dazu eingerichtet ist, ein Ver- und/oder Entriegeln der komplementär ausgebildeten Verriegelungsmittel und/oder des mindestens einen Verriegelungsmittels am Ladekabel durchzuführen. Das gesteuerte Ver- und Entriegeln erfolgt dann beispielsweise mittels angesteuerter Aktoren.
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In einer Ausführungsform des Ladesteckers ist vorgesehen, dass die standardisierte elektrische Ladeschnittstelle als eine der folgenden ausgebildet ist: Typ 1, Typ 2, CCS Typ 1, CCS Typ 2, GB/T oder CHAdeMO. Da das Ladekabel sowohl einen DC- als auch einen AC-Leitungsstrang bereitstellt, kann über Typ 1, Typ 2 und GB/T sowohl ein DC- als auch ein AC-Laden erfolgen.
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Ferner wird eine Ladeanordnung zum Laden eines Elektrofahrzeuges geschaffen, umfassend ein Ladekabel gemäß einer der beschriebenen Ausführungsformen und einen Ladestecker gemäß einer der beschriebenen Ausführungsformen.
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Weiter wird eine Ladestation zum Bereitstellen von elektrischer Energie für ein Elektrofahrzeug geschaffen, umfassend mindestens ein Ladekabel gemäß einer der beschriebenen Ausführungsformen.
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In einer Ausführungsform der Ladestation ist vorgesehen, dass die Ladestation eine Ladesteckeraufnahme aufweist, in der mindestens ein Ladestecker gemäß einer der beschriebenen Ausführungsformen gelagert werden kann. Beispielsweise kann vorgesehen sein, eine Vielzahl von Ladesteckern an der Ladestation in der Ladesteckeraufnahme bereitzuhalten. Dies ermöglicht ein Laden eines Elektrofahrzeugs auch in dem Fall, in dem ein passender Ladestecker nicht im Elektrofahrzeug mitgeführt und bereitgehalten wird. Ein Fahrer des Elektrofahrzeugs kann dann einen geeigneten Ladestecker aus der Ladesteckeraufnahme der Ladestation entnehmen und das Elektrofahrzeug laden.
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Nachfolgend wird die Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Figuren näher erläutert. Hierbei zeigen:
- 1 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform der Ladeanordnung zum Laden eines Elektrofahrzeuges;
- 2 eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform der Ladeanordnung zum Laden eines Elektrofahrzeuges;
- 3 eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform der Ladeanordnung zum Laden eines Elektrofahrzeuges;
- 4 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform des Verfahrens zum Ausbilden einer elektrischen Verbindung zwischen einer Ladestation und einem Elektrofahrzeug.
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In 1 ist eine schematische Darstellung einer Ausführungsform einer Ladeanordnung 1 gezeigt. Die Ladeanordnung 1 umfasst ein Ladekabel 2 und einen Ladestecker 3, wobei die Ladeanordnung 1 in einem nicht verbundenen Zustand gezeigt ist.
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Das Ladekabel 2 ist auf einer Infrastrukturseite 4 mit einer Ladestation 5 verbunden. Die Verbindung kann als lösbare Verbindung, beispielsweise in Form einer Steckverbindung, oder als fest verdrahtete Verbindung ausgebildet sein.
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Das Ladekabel 2 umfasst einen DC-Leitungsstrang 6 zum Übertragen eines Gleichstroms, einen AC-Leitungsstrang 7 zum Übertragen eines Wechselstroms, einen Schutzleiter 8 und eine Niedervoltleitung 9. Ferner umfasst das Ladekabel 2 eine Kommunikationsleitung 17, welche Ethernet-basiert ist. Auf einer Fahrzeugseite 10 weist das Ladekabel 2 eine vereinheitlichte Kopplungsschnittstelle 11 auf.
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Der Ladestecker 3 weist auf einer Infrastrukturseite 12 eine komplementär ausgebildete vereinheitlichte Kopplungsschnittstelle 13 auf. Auf einer Fahrzeugseite 14 weist der Ladestecker 3 eine standardisierte elektrische Ladeschnittstelle 15 zum Verbinden mit einer entsprechenden standardisierten elektrischen Ladeschnittstelle eines Elektrofahrzeugs auf. Die standardisierte elektrische Ladeschnittstelle 15 kann hierbei einen der folgenden Steckertypen 22 umfassen: Typ 1, Typ 2, CCS Typ 1, CCS Typ 2, GB/T oder CHAdeMO.
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Die vereinheitlichte Kopplungsschnittstelle 11 des Ladekabels 2 und die komplementär ausgebildete vereinheitlichte Kopplungsschnittstelle 13 des Ladesteckers 3 können auf lösbare Weise mechanisch und elektrisch miteinander verbunden werden, indem diese ineinander gesteckt werden und mechanisch miteinander verriegelt werden. Im Ladestecker 3 sind elektrische Verbindungen vorgesehen (nicht gezeigt), die den DC-Leitungsstrang 6 und/oder den AC-Leitungsstrang 7 mit entsprechenden Kontakten der jeweils vorgesehenen fahrzeugseitigen standardisierten elektrischen Ladeschnittstelle 15 verbinden.
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Der Ladestecker 3 umfasst ferner eine Steuereinrichtung 16. Eine Spannungsversorgung der Steuereinrichtung 16 erfolgt über eine von dem Ladekabel 2 bereitgestellte Niedervoltleitung 9. Hierzu stellt die Ladestation 5 beispielsweise eine Spannung von 5 V über die Niedervoltleitung 9 bereit. Die Steuereinrichtung 16 führt eine Umsetzung durch zwischen einem Kommunikationsprotokoll der Ladestation 2, beispielsweise einem Ethernet-Protokoll, und einem Kommunikationsprotokoll des Elektrofahrzeugs, welches beispielsweise mittels eines CAN-Buses kommuniziert. Auf diese Weise kann auch bei unterschiedlichen im Elektrofahrzeug beim Laden verwendeten Kommunikationsprotokollen ein Ladevorgang von der Ladestation 5 überwacht und geregelt werden.
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Eine Kommunikation zwischen der Ladestation 5 und der Steuereinrichtung 16 erfolgt hierbei über die Kommunikationsleitung 17 des Ladekabels 2. Zum Kommunizieren mit dem Elektrofahrzeug umfasst der Ladestecker 3 fahrzeugseitig eine entsprechende Kom mu nikationsverbindu ng.
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In 2 ist eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform der Ladeanordnung 1 gezeigt. Die Ladeanordnung 1 ist prinzipiell wie die in der 1 gezeigte Ausführungsform aufgebaut, gleiche Bezugszeichen bezeichnen gleiche Merkmale und Begriffe.
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In der gezeigten Ausführungsform weist die vereinheitlichte Kopplungsschnittstelle 11 zusätzlich Verriegelungsmittel 18 auf. Entsprechend weist die komplementäre vereinheitlichte Kopplungsschnittstelle 13 des Ladesteckers 3 komplementär ausgebildete Verriegelungsmittel 19 auf. Die Verriegelungsmittel 18, 19 können beim Verbinden des Ladesteckers 3 mit dem Ladekabel 2 miteinander in Eingriff gebracht werden und hierdurch mechanisch miteinander verriegelt werden.
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Es kann hierbei vorgesehen sein, dass das mindestens eine Verriegelungsmittel 18 gesteuert verriegelt und/oder entriegelt werden kann. Dies erfolgt beispielsweise mittels der Steuereinrichtung 16 des Ladesteckers 3. Zusätzlich oder alternativ ist vorgesehen, dass das mindestens eine komplementär ausgebildete Verriegelungsmittel 19 gesteuert verriegelt und/oder entriegelt werden kann. Dies erfolgt beispielsweise ebenfalls mittels der Steuereinrichtung 16 des Ladesteckers 3. Insbesondere ist vorgesehen, dass die Verriegelungsmittel 18, 19 verriegelt sein müssen bzw. ein Verriegelungszustand überprüft wird, bevor der Ladevorgang gestartet werden kann.
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In 3 ist eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform der Ladeanordnung 1 gezeigt. Die Ladeanordnung 1 ist größtenteils wie die in der 2 gezeigte Ausführungsform aufgebaut, gleiche Bezugszeichen bezeichnen gleiche Merkmale und Begriffe.
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Im Gegensatz zu der in der 2 gezeigten Ausführungsform weist das Ladekabel 2 keine Kommunikationsleitung auf. Der Ladestecker 3 weist jedoch eine drahtlose Kommunikationsschnittstelle 20 auf, über die die Steuereinrichtung 16 drahtlos mit der Ladestation 5 kommunizieren kann. Die Ladestation 5 weist hierzu ebenfalls eine drahtlose Kommunikationsschnittstelle 21 auf. Bevor über die drahtlosen Kommunikationsschnittstellen 20, 21 kommuniziert werden kann, muss eine Authentifizierung des Ladesteckers 3 bzw. des Elektrofahrzeugs in an sich bekannter Weise erfolgen. Ansonsten ist die Funktionsweise der Ladeanordnung 1 die gleiche bei in den bereits beschriebenen Ausführungsformen.
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In 4 ist eine schematische Darstellung einer Ausführungsform des Verfahrens zum Ausbilden einer elektrischen Verbindung zwischen einer Ladestation und einem Elektrofahrzeug gezeigt.
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Soll ein Elektrofahrzeug an einer Ladestation geladen werden, so wird das Elektrofahrzeug an die Ladestation herangefahren und das Verfahren gestartet 100.
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In einem Verfahrensschritt 101 wird ein Ladestecker in Abhängigkeit einer standardisierten elektrischen Ladeschnittstelle des Elektrofahrzeugs bereitgestellt. Entweder wird ein passender Ladestecker in dem Elektrofahrzeug selbst mitgeführt oder der Ladestecker wird an der Ladestation bereitgestellt und in Abhängigkeit der standardisierten elektrischen Ladeschnittstelle des Elektrofahrzeugs ausgewählt. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass ein passender Ladestecker an einer Ladesteckeraufnahme der Ladestation gelagert, ausgewählt und entnommen wird.
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In einem Verfahrensschritt 102 wird eine komplementär ausgebildete vereinheitlichte Kopplungsschnittstelle des bereitgestellten Ladesteckers an eine vereinheitlichte Kopplungsschnittstelle eines mit der Ladestation verbundenen Ladekabels angekoppelt. Hierbei werden die Kopplungsschnittstellen sowohl mechanisch als auch elektrisch miteinander verbunden und mechanisch miteinander verriegelt. Es kann vorgesehen sein, dass hierbei Verriegelungsmittel von einer Steuereinrichtung des Ladesteckers zum Ver- und Entriegeln angesteuert werden.
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Ferner wird im Verfahrensschritt 102 auch eine Kommunikationsverbindung zwischen einer Steuereinrichtung und der Ladestation über eine drahtgebundene Kommunikationsleitung des Ladekabels oder eine drahtlose Kommunikationsschnittstelle des Ladesteckers mit der Ladestation ausgebildet.
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In einem Verfahrensschritt 103 wird der mit dem Ladekabel verbundene Ladestecker über die standardisierte elektrische Ladeschnittstelle an das Elektrofahrzeug angekoppelt. Hierdurch wird in an sich bekannter Weise eine mechanische und elektrische Verbindungen zwischen dem Ladestecker und der standardisierten Ladeschnittstelle des Elektrofahrzeugs ausgebildet.
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Anschließend ist das Verfahren beendet 104 und das Elektrofahrzeug kann geladen werden.
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Vor und während des Ladens wird eine Kommunikation zwischen der Ladestation und dem Elektrofahrzeug dadurch ermöglicht, dass die Steuereinrichtung eine Umsetzung zwischen einem Kommunikationsprotokoll der Ladestation und einem Kommunikationsprotokoll des Elektrofahrzeugs durchführt.
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Ein Abkoppeln erfolgt nach Abschluss des Ladens des Elektrofahrzeugs durch Entriegeln der Verriegelungsmittel, insbesondere durch Ansteuern der Verriegelungsmittel mittels der Steuereinrichtung. Der Ladestecker wird dann ebenfalls wieder von dem Ladekabel abgekoppelt, indem die Verbindung zwischen der vereinheitlichten Kopplungsschnittstelle und der komplementären vereinheitlichten Kopplungsschnittstelle gelöst wird.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Ladeanordnung
- 2
- Ladekabel
- 3
- Ladestecker
- 4
- Infrastrukturseite (Ladekabel)
- 5
- Ladestation
- 6
- DC-Leitungsstrang
- 7
- AC-Leitungsstrang
- 8
- Schutzleiter
- 9
- Niedervoltleitung
- 10
- Fahrzeugseite (Ladekabel)
- 11
- vereinheitlichte Kopplungsschnittstelle
- 12
- Infrastrukturseite (Ladestecker)
- 13
- komplementäre vereinheitlichte Kopplungsschnittstelle
- 14
- Fahrzeugseite (Ladestecker)
- 15
- standardisierte elektrische Ladeschnittstelle
- 16
- Steuereinrichtung
- 17
- Kommunikationsleitung
- 18
- Verriegelungsmittel
- 19
- komplementäres Verriegelungsmittel
- 20
- drahtlose Kommunikationsschnittstelle (Ladestecker)
- 21
- drahtlose Kommunikationsschnittstelle (Ladestation)
- 100-104
- Verfahrensschritte
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102015206047 A1 [0003]
- DE 102017210808 A1 [0004]
- DE 102013007330 A1 [0005]
