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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Ladekabel und ein Verfahren zum Aufladen eines Elektrofahrzeugs.
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Elektrische Verbraucher, insbesondere Elektrofahrzeuge, werden zum Aufladen mittels eines Ladekabels mit dem Stromnetz verbunden. Um den Ort des Aufladens möglichst flexibel und unabhängig von der jeweils verfügbaren Ladeinfrastruktur wählen zu können, sind Ladekabel bekannt, deren netzseitiger Anschluss mittels einer Adapteranordnung austauschbar ist. Dadurch lassen sich netzseitig auf einfache Art und Weise unterschiedliche Anschlüsse, wie zum Beispiel einphasige Schuko-Steckverbinder, dreiphasige CEE-Steckverbinder oder IEC-Typ-2-Adapter, verwenden, wodurch das Ladekabel an die gerade zur Verfügung stehende Lade- bzw. Anschlussmöglichkeiten angepasst werden kann.
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Erfolgt das Aufladen in öffentlich zugänglichen Bereichen, wie zum Beispiel an Parkplätzen, in Parkhäusern oder in Tiefgaragen, besteht die Gefahr, dass die Adapteranordnung getrennt wird und das Ladekabel oder Teile davon entwendet werden, der Ladevorgang unbefugt beendet oder der Ladestrom einem anderen Verbraucher zugeführt wird. Um dies zu verhindern, werden bislang beispielsweise (Zahlen-) Schlösser verwendet, mittels derer die die Komponenten der Adapteranordnung aneinander gesichert werden. Diese größtenteils manuellen Tätigkeiten stellen jedoch einen zusätzlichen Aufwand dar, der neben dem erforderlichen Zeitbedarf insbesondere bei widrigen Bedingungen im Freien unerwünscht ist und den Ladevorgang und somit auch die Nutzung von Elektrofahrzeugen unattraktiver macht.
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Die
DE 10 2011 007 463 A1 offenbart ein Adapterkabel zur Wandlung eines an dem Fahrzeugladekabel vorgesehenen Anschlusses ersten Typs in einen Anschluss zweiten Typs, wobei ein erstes Anschluss Element einen Verriegelungsmechanismus zur Verriegelung mit dem Anschluss ersten Typs und/oder zweiten Typs umfasst. Diese Verriegelungsmittel sind automatisch durch eine Eingabe eines Zahlencodes durch den Benutzer, oder kontaktlos elektrisch mittels Kommunikationsschnittstelle betätigbar.
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Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Ladekabel und ein Verfahren zum Aufladen eines elektrischen Verbrauchers bereitzustellen, die ein möglichst einfaches und flexibles aber zugleich sicheres Aufladen ermöglichen.
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Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand des Anspruchs 1 bzw. 13 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Ein erfindungsgemäßes Ladekabel zum Aufladen eines Elektrofahrzeugs umfasst einen netzseitigen ersten Anschluss zum Verbinden des Ladekabels mit einem Stromnetz, einen verbraucherseitigen zweiten Anschluss zum Verbinden des Ladekabels mit dem Elektrofahrzeug, und eine Adapteranordnung zwischen dem ersten Anschluss und dem zweiten Anschluss des Ladekabels. Die Adapteranordnung umfasst wiederum ein erstes Adapterelement und ein zweites Adapterelement, die lösbar miteinander verbunden sind, wobei eines aus dem ersten und dem zweiten Adapterelement mit dem ersten Anschluss elektrisch verbunden ist und das andere aus dem ersten und dem zweiten Adapterelement mit dem zweiten Anschluss elektrisch verbunden ist. Weiterhin umfasst die Adapteranordnung eine Verriegelungseinrichtung, die dazu eingerichtet ist, das erste und das zweite Adapterelement in einem verbundenen Zustand in Reaktion auf ein mit dem Ladevorgang verknüpftes Ereignis automatisch miteinander zu verriegeln. Das mit dem Ladevorgang verknüpfte Ereignis ist hierbei das Verbinden des ersten Adapterelements mit dem zweiten Adapterelement, das Anschließen des zweiten Anschlusses an das Elektrofahrzeug oder das Starten eines Ladevorgangs durch die Ladevorrichtung.
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Auf diese Art und Weise wird ein Ladekabel bereitgestellt, dessen netzseitiger erster Anschluss durch Trennen der Adapteranordnung einfach austauschbar ist, während einem Nutzer durch das automatische oder fernbetätigte Verriegeln der Adapteranordnung mittels der Verriegelungseinrichtung ein manuelles Sichern und Entsichern der Adapteranordnung zum Austausch des ersten Anschlusses erspart bleibt. Insbesondere bei Schnee, Eis, Kälte oder Verschmutzung trägt dies erheblich zum Bedienkomfort des Ladekabels bei. Zugleich ist das Ladekabel während seiner Verwendung gegen ungewünschte Manipulation im Bereich der Adapteranordnung z. B. durch unbefugtes Trennen derselben gesichert.
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Die Adapteranordnung verbindet im verbundenen Zustand den ersten und den zweiten Anschluss sowohl physisch als auch elektrisch. Im verbundenen Zustand stehen das erste und das zweite Adapterelement miteinander in Eingriff, zum Beispiel durch manuelles Zusammenstecken des ersten und des zweiten Adapterelements. Der Eingriff des ersten und des zweiten Adapterelements ist lösbar, zum Beispiel durch manuelles Auseinanderziehen des ersten und des zweiten Adapterelements. Durch das Trennen bzw. Lösen des ersten und des zweiten Adapterelements voneinander kann das Ladekabel einfach mit unterschiedlichen netzseitigen ersten Anschlüssen ausgestattet werden. Das Verbinden und Lösen des ersten und des zweiten Adapterelements erfolgt vorzugsweise in einer Verbindungsrichtung. Eines aus dem ersten und dem zweiten Adapterelement kann als Stecker und das andere aus erstem und zweitem Adapterelement kann als korrespondierende Buchse ausgebildet sein.
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Das erste und das zweite Adapterelement sind im verbundenen Zustand zumindest zeitweise mittels der Verriegelungseinrichtung miteinander verriegelt. Das Verriegeln erfolgt vorzugsweise automatisch und somit ohne manuelle Betätigung der Verriegelungseinrichtung durch den Nutzer. Zusätzlich oder alternativ kann das Verriegeln fernbetätigt erfolgen, zum Beispiel durch den Nutzer mittels eines mobilen Endgeräts oder einer Ladestation, wie unter Bezugnahme auf das erfindungsgemäße Verfahren detaillierter beschrieben ist. Besonders bevorzugt ist die Verriegelungseinrichtung weiterhin dazu eingerichtet, das erste und das zweite Adapterelement automatisch oder fernbetätigt zu entriegeln.
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Der Zeitpunkt der automatischen Verriegelung und gegebenenfalls Entriegelung kann einstellbar sein. Vorzugsweise verriegelt die Verriegelungseinrichtung das erste und das zweite Adapterelement von einem Beginn eines Ladevorgangs bis zu einer Freigabe der Verriegelungseinrichtung. Beispielsweise ist die Verriegelungseinrichtung dazu eingerichtet, das erste und das zweite Adapterelement automatisch zu verriegeln, sobald der zweite Anschluss an ein Fahrzeug angeschlossen ist.
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Zur Erhöhung der Flexibilität kann der erste Anschluss mittels eines ersten Ladekabelabschnitts mit dem einen aus dem ersten und dem zweiten Adapterelement verbunden sein und kann der zweite Anschluss mittels eines zweiten Ladekabelabschnitts mit dem anderen aus dem ersten und dem zweiten Adapterelement verbunden sein. Es ist aber auch denkbar, den jeweiligen Anschluss mit dem zugehörigen Adapterelement integral auszubilden.
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Bei dem ersten Anschluss kann es sich um einen Schuko-Steckverbinder, einen CEE-Steckverbinder, einen IEC-Typ-2-Adapter oder beliebige andere Haushalts- oder Industriestromstrecker handeln. Der zweite Anschluss kann als IEC-Typ-2-Adapter, als Typ-1, CHAdeMO, CCS oder als ähnliche auf dem Markt befindliche Art von Ladeanschlüssen ausgebildet sein.
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In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Verriegelungseinrichtung im verbundenen Zustand des ersten und des zweiten Adapterelements von außen unzugänglich in der Adapteranordnung ausgebildet. Dadurch ist die Verriegelungseinrichtung im unversehrten Zustand der Adapteranordnung von außen nicht manipulierbar und das erste und das zweite Adapterelement können nicht durch manuelle Betätigung der Verriegelungseinrichtung entriegelt und voneinander gelöst werden. Die Sicherheit wird dadurch weiter erhöht.
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Dies kann vorteilhaft dadurch erreicht werden, dass das erste Adapterelement ein erstes Gehäuse und das zweite Adapterelement ein zweites Gehäuse aufweisen, die im verbundenen Zustand der Adapteranordnung miteinander abschließen, vorzugsweise bündig miteinander abschließen. Die Verriegelungseinrichtung ist dann im ersten und im zweiten Gehäuse aufgenommen und dadurch vor äußeren Zugriffen geschützt.
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Bevorzugt ist die Verriegelungseinrichtung zwischen einem verriegelten Zustand und einem entriegelten Zustand elektrisch verstellbar. Dadurch ist das automatische und/oder fernbetätigte Verriegeln und Entriegeln besonders einfach umsetzbar, wie sich aus der weiteren Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen hierin ergibt.
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Um das Ladekabel noch sicherer zu gestalten, ist die Verriegelungseinrichtung vorzugsweise bistabil ausgestaltet, sodass der jeweils gerade vorliegende aus verriegeltem Zustand und entriegeltem Zustand der Verriegelungseinrichtung beibehalten bleibt, wenn die Verriegelungseinrichtung stromlos geschalten wird. So bleiben das erste und das zweite Adapterelement zum Beispiel auch bei einem Stromausfall oder dann miteinander verriegelt, wenn der netzseitige erste Anschluss (unerwünscht) vom Stromnetz getrennt wird.
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Vorzugsweise umfasst das erste Adapterelement ein erstes Verriegelungselement und das zweite Adapterelement ein zweites Verriegelungselement, wobei im verbundenen Zustand des ersten und des zweiten Adapterelements das erste und das zweite Verriegelungselement in einer ersten Stellung mechanisch ineinander eingreifen und in einer zweiten Stellung voneinander gelöst sind. Dass das erste und das zweite Verriegelungselement mechanisch ineinander eingreifen, wird vorzugsweise dadurch erreicht, dass sie formschlüssig oder kraftschlüssig miteinander in Verbindung stehen.
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Das erste und das zweite Verriegelungselement können im ersten bzw. zweiten Gehäuse des jeweiligen Adapterelements aufgenommen sein. Muss nur eines aus erstem und zweitem Verriegelungselement bewegt werden, um das erste und das zweite Verriegelungselement zwischen der ersten und der zweiten Stellung zu bewegen, kann das jeweils andere Verriegelungselement integral mit dem jeweiligen Gehäuse ausgebildet sein.
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Die erste Stellung des ersten und des zweiten Verriegelungselements entspricht dem verriegelten Zustand der Verriegelungseinrichtung und somit der Adapteranordnung. Die zweite Stellung des ersten und des zweiten Verriegelungselements entspricht dem entriegelten Zustand der Verriegelungseinrichtung und somit der Adapteranordnung.
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Bevorzugt sind das erste und das zweite Verriegelungselement zwischen der ersten und der zweiten Stellung relativ zueinander bewegbar. Dazu können das erste und das zweite Verriegelungselement translatorisch oder rotatorisch relativ zueinander bewegt werden. Eine translatorische Bewegung kann parallel zur Verbindungsrichtung oder quer zur Verbindungsrichtung erfolgen. Eine rotatorische Bewegung kann um eine Achse erfolgen, die parallel zur Verbindungsrichtung oder quer zur Verbindungsrichtung ausgerichtet ist. Auch kombinierte Bewegungen sind denkbar.
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Gemäß einer ersten Ausführungsform der Verriegelungseinrichtung weist eines aus erstem und zweitem Verriegelungselement eine Nut auf und das andere aus erstem und zweitem Verriegelungselement weist einen Vorsprung auf, der in der ersten Stellung in die Nut eingreift. Die Nut verläuft nicht parallel, sondern quer, vorzugsweise senkrecht zur Verbindungsrichtung. Der Vorsprung ist in der ersten Stellung formschlüssig in der Nut aufgenommen. Dadurch sind das erste und das zweite Adapterelement verriegelt und können nicht parallel zur Verbindungsrichtung voneinander getrennt werden.
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Das erste und das zweite Verriegelungselement können in dieser Ausführungsform jeweils als Stift oder Riegel ausgebildet sein, die an einem freien Ende die Nut bzw. den Vorsprung aufweisen. Das Verriegelungselement aus erstem und zweitem Verriegelungselement, das die Nut aufweist, kann aber auch integral mit dem jeweiligen Adapterelement aus erstem und zweitem Adapterelement, insbesondere mit dem Gehäuse des Adapterelements ausgebildet sein. Die Nut ist dann in das Gehäuse des jeweiligen Adapterelements geformt.
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In einer zweiten Ausführungsform der Verriegelungseinrichtung weisen das erste und das zweite Verriegelungselement jeweils eine Raste auf, die in der ersten Stellung miteinander eingreifen. Bevorzugt weisen die Rasten einen im Wesentlichen dreieckigen Querschnitt auf. Die Rasten sind parallel zur Verbindungsrichtung verjüngt, sodass sie beim Verbinden des ersten und des zweiten Adapterelements in Verbindungsrichtung an schrägen Flächen der Rasten aneinander entlang gleiten, bis sie miteinander einrasten. Sind das erste und das zweite Adapterelement in Verbindungsrichtung zueinander ausgerichtet, sind die beiden Rasten jeweils auf einer einander zugewandten Seite verjüngt, laufen also spitz aufeinander zu. In der ersten Stellung liegen zwei im Wesentlichen senkrecht zur Verbindungsrichtung verlaufende Flächen der Rasten aneinander an. Dadurch sind das erste und das zweite Adapterelement verriegelt und können nicht parallel zur Verbindungsrichtung voneinander getrennt werden.
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Das erste und das zweite Verriegelungselement können stabförmig ausgebildet sein und jeweils an einem freien Ende eine Raste aufweisen. In diesem Ausführungsbeispiel kann eines aus erstem und zweitem Verriegelungselement auch integral mit dem jeweiligen Adapterelement aus erstem und zweitem Adapterelement, insbesondere mit dem Gehäuse des Adapterelements ausgebildet sein. Dieses Gehäuse weist dann einen entsprechenden Vorsprung in Form der Raste auf.
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In einer dritten Ausführungsform bilden das erste und das zweite Verriegelungselement einen Bajonettverschluss. Eines aus erstem und zweitem Verriegelungselement weist hierzu eine Hülse mit zumindest einer Nut, vorzugsweise mit zwei Nuten auf. Die zumindest eine Nut umfasst einen axialen Abschnitt, der sich von einem dem anderen Verriegelungselement zugewandten Rand der Hülse in axialer Richtung der Hülse erstreckt. Die axiale Richtung ist vorzugsweise parallel zur Verbindungsrichtung ausgerichtet. Die zumindest eine Nut umfasst zudem einen tangentialen Abschnitt, der sich am Ende des axialen Abschnitts in tangentialer Richtung der Hülse erstreckt. Das andere aus erstem und zweitem Verriegelungselement weist zumindest ein Eingriffsmittel, wie z. B. einen Stift oder einen Vorsprung, vorzugsweise eine der Anzahl von Nuten entsprechende Mehrzahl von Eingriffsmitteln auf. Das zumindest eine Eingriffsmittel erstreckt sich in einer bezüglich der Hülse radialen Richtung. Das Verriegelungselement, das das Eingriffsmittel aufweist, kann als zylindrischer (Voll-) Körper, als Hülse oder als Riegel ausgebildet sein, die das zumindest eine Eingriffsmittel in einem Endbereich aufweisen, der dem anderen Verriegelungselement nahe ist. Auch hier kann eines der beiden Verriegelungselemente integral mit dem jeweiligen Adapterelement, insbesondere mit dem Gehäuse des Adapterelements ausgebildet sein.
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Werden das erste und das zweite Verriegelungselement in Verbindungsrichtung aufeinander zu bewegt, tritt das zumindest eine Eingriffsmittel in die zumindest eine Nut ein und wird entlang des axialen Abschnitts der Nut verschoben. Durch Drehen des ersten und des zweiten Verriegelungselements relativ zueinander wird das Eingriffsmittel dann entlang des tangentialen Abschnitts der Nut verschoben, wodurch der Bajonettverschluss geschlossen wird. Die Verriegelungseinrichtung befindet sich nun in der ersten Stellung.
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In einer vierten Ausführungsform der Verriegelungseinrichtung weist eines aus erstem und zweitem Verriegelungselement ein Innengewinde und das andere aus erstem und zweitem Verriegelungselement ein Außengewinde auf, die in der ersten Stellung ineinander eingreifen. Sobald das Innengewinde und das Außengewinde ineinander eingreifen, bilden sie eine kraftschlüssige Verbindung, wodurch das erste und das zweite Adapterelement verriegelt sind und nicht mehr parallel zur Verbindungsrichtung voneinander getrennt werden können. Bevorzugt ist das Verriegelungselement aus erstem und zweitem Verriegelungselement, das das Außengewinde aufweist, als Gewindestab ausgebildet. Das Innengewinde kann direkt in das andere Adapterelement bzw. in ein Gehäuse desselben eingebracht sein oder durch einen Gewindeeinsatz oder als Hülse mit Innengewinde gebildet sein, die fest im Adapterelement verankert sind.
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Besonders bevorzugt umfasst die Verriegelungseinrichtung weiterhin einen Stellantrieb zum Bewegen des ersten und des zweiten Verriegelungselements relativ zueinander zwischen der ersten Stellung und der zweiten Stellung. Vorzugsweise ist der Stellantrieb als Elektromotor, Schrittmotor oder als Elektromagnet ausgebildet. Ist die Verriegelungseinrichtung elektrisch verstellbar, ist sie vorzugsweise mittels des Stellantriebs elektrisch verstellbar.
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Unabhängig davon bewirkt der Stellantrieb eine Stellbewegung, die zum Verriegeln und/oder Entriegeln der Verriegelungseinrichtung eingerichtet ist. Die Stellbewegung kann parallel zur Verbindungsrichtung oder quer zur Verbindungsrichtung ausgerichtet sein. Der Stellantrieb kann dazu eingerichtet sein, das erste und das zweite Verriegelungselement aus der ersten in die zweite Stellung und/oder aus der zweiten in die erste Stellung zu bewegen.
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Es ist auch denkbar, dass das erste und das zweite Verriegelungselement in eine aus erster und zweiter Stellung vorgespannt sind und der Stellantrieb das erste und das zweite Verriegelungselement aus der vorgespannten Stellung in die andere aus erster und zweiter Stellung bewegt.
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Bei der oben beschriebenen ersten Ausführungsform kann eines aus erstem und zweitem Verriegelungselement mittels des Stellantriebs bewegt werden, um den Vorsprung in Eingriff mit der Nut zu bringen. Zum Beispiel kann das Verriegelungselement aus erstem und zweitem Verriegelungselement, das den Vorsprung aufweist, schwenkbar gelagert sein. Durch die Stellbewegung des Stellantriebs wird das Verriegelungselement im verbundenen Zustand der Adapteranordnung derart geschwenkt, dass der Vorsprung in die Nut des anderen aus erstem und zweitem Verriegelungselement eingreift. Das Verriegelungselement aus erstem und zweitem Verriegelungselement, das den Vorsprung aufweist, kann aber auch translatorisch verschiebbar gelagert sein, insbesondere in einer Richtung senkrecht zur Verbindungsrichtung. Durch die Stellbewegung des Stellantriebs wird das Verriegelungselement im verbundenen Zustand der Adapteranordnung derart verschoben, dass der Vorsprung in die Nut des anderen aus erstem und zweitem Verriegelungselement eingreift.
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Bei der zweiten Ausführungsform ist es bevorzugt, dass die beiden Rasten quer zur Verbindungsrichtung zueinander vorgespannt sind. Werden das erste und das zweite Adapterelement verbunden, verschieben sich die beiden Rasten entlang der schrägen Flächen entgegen der Vorspannkraft. Sobald die schrägen Flächen enden, bewirkt die Vorspannkraft, dass die Verriegelungselemente einrasten. Dieser Zustand wird auch stromlos beibehalten. Zum Entriegeln der Verriegelungseinrichtung bewirkt die Stellbewegung des Stellantriebs eine Relativbewegung zwischen dem ersten und dem zweiten Verriegelungselement von der ersten in die zweite Stellung, also im Wesentlichen quer zur Verbindungsrichtung. Auch hier kann ein Verriegelungselement schwenkbar oder translatorisch verschiebbar gelagert sein und die Stellbewegung des Stellantriebs bewegt dieses Verriegelungselement aus der ersten in die zweite Stellung.
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In der dritten und der vierten Ausführungsform sind das erste und das zweite Verriegelungselement relativ zueinander um eine Achse parallel zur Verbindungsrichtung drehbar und die Stellbewegung des Stellantriebs dreht eines aus erstem und zweitem Verriegelungselement zum Verriegeln und zum Entriegeln, also von der zweiten in die erste Stellung und zurück. Bei der dritten Ausführungsform reicht hierzu ein Teil einer vollen Umdrehung entsprechend der Länge des tangentialen Abschnitts der Nut des Bajonettverschlusses. Bei der vierten Ausführungsform ist eine Mehrzahl von Umdrehungen erforderlich, um eine ausreichende Anzahl von Gewindegängen des Außen- und des Innengewindes miteinander in Eingriff zu bringen.
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Es ist weiterhin bevorzugt, dass das Ladekabel eine Steuereinrichtung zum Steuern der Verriegelungseinrichtung umfasst, die mit dem ersten und/oder dem zweiten Anschluss sowie der Verriegelungseinrichtung kommunizierend verbunden ist. Insbesondere ist die Steuereinrichtung dazu eingerichtet, zu bewirken, dass die Verriegelungseinrichtung vom entriegelten in den verriegelten Zustand und/oder vom verriegelten in den entriegelten Zustand bewegt wird bzw. dass das erste und das zweite Verriegelungselement aus der zweiten Stellung in die erste Stellung und/oder aus der ersten in die zweite Stellung bewegt werden. Vorzugsweise steuert die Steuereinrichtung hierzu den Stellantrieb an.
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Die Steuereinrichtung kann in der Adapteranordnung, insbesondere in demjenigen aus erstem und zweitem Adapterelement, das das bewegliche Verriegelungselement bzw. den Stellantrieb enthält, aufgenommen sein. Die Steuereinrichtung kann aber auch separat ausgebildet sein und zum Beispiel in einer mit dem Ladekabel fest verbundenen Laderegeleinrichtung angeordnet sein.
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Um eine einfache Handhabung und platzsparende Unterbringung des Ladekabels in einem Fahrzeug zu gewährleisten, weist die Adapteranordnung, insbesondere das erste und das zweite Adapterelement, einen Durchmesser auf, der höchstens 200 mm, vorzugsweise höchstens 100 mm, mehr bevorzugt höchstens 60 mm beträgt. Zudem sollte die Adapteranordnung im verbundenen Zustand eine Länge aufweisen, die zwischen 50 mm und 500 mm, vorzugsweise zwischen 75 mm und 300 mm, mehr bevorzugt zwischen 100 mm und 200 mm beträgt. Dadurch ist die Adapteranordnung möglichst kompakt ausgebildet.
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Die Erfindung betrifft auch eine mobile Ladevorrichtung zum Aufladen eines Elektrofahrzeugs mit einem erfindungsgemäßen Ladekabel. Die Ladevorrichtung umfasst eine Laderegeleinrichtung zum Regeln eines Ladevorgangs, die zwischen einem aus dem ersten und dem zweiten Anschluss und der Adapteranordnung angeordnet ist. Die Laderegeleinrichtung ist zum Regeln von Parametern des Ladevorgangs eingerichtet, wie zum Beispiel der Ladeleistung bzw. -stromstärke. Bevorzugt ist die Laderegeleinrichtung zwischen dem verbraucherseitigen zweiten Anschluss und der Adapteranordnung angeordnet und mit dem zweiten Anschluss und demjenigen aus erstem und zweitem Adapterelement, das mit dem zweiten Anschluss verbunden ist, elektrisch verbunden.
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Ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Aufladen eines Elektrofahrzeugs umfasst die folgenden Schritte:
- Bereitstellen eines Ladekabels, das einen netzseitigen ersten Anschluss zum Verbinden des Ladekabels mit einem Stromnetz, einen verbraucherseitigen zweiten Anschluss zum Verbinden des Ladekabels mit dem Elektrofahrzeug, und eine Adapteranordnung zwischen dem ersten Anschluss und dem zweiten Anschluss des Ladekabels umfasst, wobei die Adapteranordnung ein erstes Adapterelement und ein zweites Adapterelement umfasst, die lösbar miteinander verbindbar sind;
- Verbinden des ersten und des zweiten Adapterelements miteinander;
- Anschließen des ersten Anschlusses an das Stromnetz und des zweiten Anschlusses an das Elektrofahrzeug;
- Verriegeln des ersten und des zweiten Adapterelements miteinander mittels der Verriegelungseinrichtung;
- wobei das Verriegeln in Reaktion auf ein mit dem Ladevorgang verknüpftes Ereignis automatisch erfolgt;
- wobei das mit dem Ladevorgang verknüpfte Ereignis das Verbinden des ersten und des zweiten Adapterelements, das Anschließen des zweiten Anschlusses an das Fahrzeug oder das Starten des Ladevorgangs durch eine Ladevorrichtung ist.
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Auf diese Art und Weise wird ein Verfahren zum Aufladen eines Elektrofahrzeugs bereitgestellt, bei dem ein netzseitiger erster Anschluss des Ladekabels durch Trennen der Adapteranordnung einfach austauschbar ist, während einem Nutzer durch das automatische oder fernbetätigte Verriegeln der Adapteranordnung mittels der Verriegelungseinrichtung ein manuelles Sichern der Adapteranordnung erspart bleibt. Insbesondere bei Schnee, Eis, Kälte und Verschmutzung trägt dies erheblich zum Bedienkomfort des Ladekabels bei und spart Zeit. Zugleich ist das Ladekabel gegen unerwünschte Manipulation gesichert.
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Vorzugsweise erfolgt das Verfahren mittels eines erfindungsgemäßen Ladekabels und umfasst daher das Bereitstellen eines erfindungsgemäßen Ladekabels, wie eingangs beschrieben. Alle bezüglich des erfindungsgemäßen Ladekabels beschriebenen Merkmale und Vorteile sind daher analog auf das Verfahren übertragbar und umgekehrt. Ebenso kann das Verfahren mittels der beschriebenen mobilen Ladevorrichtung ausgeführt werden.
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Ist das mit dem Ladevorgang verknüpfte Ereignis das Anschließen des zweiten Anschlusses an das Fahrzeug, umfasst das Verfahren bevorzugt das Erkennen eines angeschlossenen Fahrzeugs, zum Beispiel mittels Control Pilot, und das Verriegeln des ersten und des zweiten Adapterelements in Reaktion auf das Erkennen des Fahrzeugs. Das Erkennen des angeschlossenen Fahrzeugs kann mittels der Laderegeleinrichtung erfolgen, die kommunizierend mit dem zweiten Anschluss verbunden ist.
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Ist das mit dem Ladevorgang verknüpfte Ereignis das Starten des Ladevorgangs durch eine Ladevorrichtung, umfasst das Verfahren beispielsweise das Verriegeln des ersten und des zweiten Adapterelements in Reaktion auf das Durchschalten des Ladestroms oder in Reaktion auf die Betätigung eines Bedienelements durch den Nutzer, das zum Starten des Ladevorgangs an der Ladevorrichtung bzw. einer Ladestation vorgesehen ist.
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Beim Entriegeln kann das mit dem Ladevorgang verknüpfte Ereignis zum Beispiel das Entfernen bzw. Abstecken des zweiten Anschlusses vom Fahrzeug sein. Das Verfahren umfasst dann das Erkennen, dass kein Fahrzeug mehr angeschlossen ist, vorzugsweise mittels Control Pilot, und das Entriegeln des ersten und des zweiten Adapterelements in Reaktion auf das Erkennen, dass kein Fahrzeug mehr angeschlossen ist. Das mit dem Ladevorgang verknüpfte Ereignis kann beim Entriegeln auch das Beenden des Ladevorgangs sein. Um ungewünschte Manipulationen zu unterbinden, sollte damit jedoch eine Überprüfung der Berechtigung erfolgen. Zum Beispiel kann das Entriegeln dann in Reaktion auf das Bestätigen des Endes des Ladevorgangs an der Ladevorrichtung nach Identifizierung des Nutzers, in Reaktion auf einen Zahlvorgang an der Ladevorrichtung oder in Reaktion auf das Aufsperren des Fahrzeugs erfolgen.
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Erfolgt das Verriegeln durch Fernbetätigung durch den Nutzer, umfasst das Verfahren bevorzugt das Fernbetätigen mittels eines Betätigungselements am ersten oder am zweiten Anschluss, mittels einer Eingabeeinrichtung an der Ladevorrichtung, beispielsweise an der Laderegeleinrichtung, oder mittels eines mobilen Endgeräts, wie zum Beispiel mittels einer App auf einem Smartphone, das kommunizierend mit der Steuereinrichtung der Verriegelungseinrichtung verbunden ist. Dies gilt analog für das Entriegeln, wobei auch hier darauf zu achten ist, dass dies nur einem berechtigten Bediener ermöglicht wird.
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Die Berechtigung des Bedieners kann in allen Ausführungsformen z.B. durch Eingabe eines Codes, durch Erkennen eines Fingerabdrucks oder durch drahtlose Erkennung mittels RFID, NFC, WLAN, Bluetooth dergleichen eines Sicherheitsmerkmals erfolgen, z.B. durch Kommunikation dem Smartphone des Nutzers, einem Fahrzeugschlüssel oder Tag, den der Nutzer mit sich führt.
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In allen Fällen kann das Verriegeln bzw. Entriegeln unmittelbar in Reaktion auf das mit dem Ladevorgang verknüpfte Ereignis oder nach einer vorbestimmten Zeit nach dem Ereignis erfolgen, bspw. mittels einer Zeitschalteinrichtung.
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Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen.
- 1 zeigt schematisch ein erfindungsgemäßes Ladekabel und eine Ladevorrichtung mit dem erfindungsgemäßen Ladekabel.
- 2a-c zeigen schematisch eine Adapteranordnung des Ladekabels nach 1 mit einer Verriegelungseinrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform.
- 3a-c zeigen schematisch eine Adapteranordnung des Ladekabels nach 1 mit einer Verriegelungseinrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform.
- 4a-d zeigen schematisch eine Adapteranordnung des Ladekabels nach 1 mit einer Verriegelungseinrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform.
- 5a-c zeigen schematisch eine Adapteranordnung des Ladekabels nach 1 mit einer Verriegelungseinrichtung gemäß einer vierten Ausführungsform.
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1 zeigt ein erfindungsgemäßes Ladekabel 2 zum Aufladen eines Elektrofahrzeugs 4. Das Ladekabel 2 umfasst einen netzseitigen ersten Anschluss 6 zum Verbinden des Ladekabels 2 mit dem Stromnetz, das symbolisch durch die Steckdose 8 abgebildet ist, sowie einen verbraucherseitigen zweiten Anschluss 10 zum Verbinden des Ladekabels 2 mit dem Elektrofahrzeug 4. Weiterhin umfasst das Ladekabel 2 eine Adapteranordnung 12 zwischen dem ersten Anschluss 6 und dem zweiten Anschluss 10 des Ladekabels 2. Die Adapteranordnung 12 umfasst ein erstes Adapterelement 14 und ein zweites Adapterelement 16, die lösbar miteinander verbunden sind und hierzu vorzugsweise als Steckverbindung ausgebildet sind. Das erste und das zweite Adapterelement 14, 16 können in einer Verbindungsrichtung V miteinander verbunden bzw. voneinander gelöst werden. In diesem Ausführungsbeispiel ist das erste Adapterelement 14 mit dem ersten Anschluss 6 und das zweite Adapterelement 16 mit dem zweiten Anschluss 10 elektrisch verbunden. Hierzu kann das erste Adapterelement 14 mittels eines ersten Ladekabelabschnitts 18 mit dem ersten Anschluss 6 verbunden sein und das zweite Adapterelement 16 mittels eines zweiten Ladekabelabschnitts 20 mit dem zweiten Anschluss 10 verbunden sein.
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Um das Aufladen des Elektrofahrzeugs 4 möglichst unabhängig vom jeweils vorliegenden Anschluss ans Stromnetz 8 zu ermöglichen, können mittels der Adapteranordnung 12 unterschiedlich ausgebildete zweite Anschlüsse 10 verwendet werden. Beispielhaft ist eine alternative Ausführungsform eines zweiten Anschlusses 6' dargestellt, der mittels eines ersten Adapterelements 14' mit dem zweiten Adapterelement 16 und somit mit dem übrigen Ladekabel 2 verbunden werden kann.
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Der zweite Anschluss 6 ist hier z.B. als Schuko-Stecker ausgebildet, während der weitere zweite Anschluss 6' als IEC-Typ-2-Adapter ausgebildet ist. Ebenso wäre die Ausbildung als CEE-Steckverbinder denkbar.
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Eine mobile Ladevorrichtung 22 wird dadurch bereitgestellt, dass eine Laderegeleinrichtung 24 zum Regeln des Ladevorgangs vorgesehen ist, die bevorzugt zwischen dem fahrzeugseitigen zweiten Anschluss 10 und dem zweiten Adapterelement 16 angeordnet und mit diesen elektrisch verbunden ist. Dadurch kann das Elektrofahrzeug 4 besonders gut mobil und unabhängig von einer fest installierten Ladestation geladen werden. Zudem kann die Laderegeleinrichtung 24 zumindest mit dem zweiten Anschluss 10 kommunizierend verbunden sein, um beispielsweise zu erkennen, ob der zweite Anschluss 10 mit dem Elektrofahrzeug 4 verbunden ist.
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Die Adapteranordnung 12 des erfindungsgemäßen Ladekabels 2 umfasst weiterhin eine Verriegelungseinrichtung 26, die dazu eingerichtet ist, das erste und das zweite Adapterelement 14, 16 in einem verbundenen Zustand derselben automatisch und/oder fernbetätigt miteinander zu verriegeln. Unterschiedliche Ausführungsformen der Verriegelungseinrichtung 26 sind in den 2 - 5 dargestellt und nachfolgend beschrieben. Zum Steuern der Verriegelungseinrichtung 26 umfasst das Ladekabel 2 eine Steuereinrichtung 27, die mit dem ersten und/oder dem zweiten Anschluss 6, 10 sowie der Verriegelungseinrichtung 26 kommunizierend verbunden ist. Beispielsweise kann die Laderegeleinrichtung 24 die Steuereinrichtung 27 umfassen, wie in 1 dargestellt.
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Unter Bezugnahme auf 2 - 5 umfasst die Verriegelungseinrichtung 26 grundsätzlich ein erstes Verriegelungselement 28 und ein zweites Verriegelungselement 30, wobei das erste Verriegelungselement 28 dem ersten Adapterelement 14 und das zweite Verriegelungselement 30 dem zweiten Adapterelement 16 zugeordnet ist. Im verbundenen Zustand des ersten und des zweiten Adapterelements 14, 16 greifen das erste und das zweite Verriegelungselement 28, 30 in einer ersten Stellung mechanisch ineinander ein, während sie in einer zweiten Stellung voneinander gelöst sind.
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Das erste Adapterelement 14 kann ein erstes Gehäuse 32 aufweisen, das das erste Verriegelungselement 28 aufnimmt, und das zweite Adapterelement 16 kann ein zweites Gehäuse 34 aufweisen, das das zweite Verriegelungselement 30 aufnimmt. In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Verriegelungseinrichtung 26 im verbundenen Zustand des ersten und zweiten Adapterelements 14, 16 von außen unzugänglich in der Adapteranordnung 12 ausgebildet. Dies kann besonders einfach dadurch erreicht werden, dass das erste und das zweite Gehäuse 32, 34 im verbundenen Zustand im Wesentlichen miteinander abschließen, wie in 1 dargestellt, wodurch ein Zugriff auf die Komponenten der Verriegelungseinrichtung 26 verhindert wird.
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Ein maximaler Durchmesser D der Adapteranordnung 12 ist in 1 gekennzeichnet und entspricht in der Regel dem Durchmesser des ersten oder des zweiten Adapterelements 14, 16, insbesondere dem Durchmesser des jeweiligen Gehäuses 32, 34, wie beispielhaft für alle Ausführungsformen in 2a gezeigt. Es versteht sich, dass die Gehäuse 32, 34 auch einen ovalen Querschnitt, einen im Wesentlichen rechteckigen oder einen polygonalen Querschnitt aufweisen können. Der Durchmesser D entspricht dann auch einer Breite oder Höhe des jeweiligen Gehäuses.
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Zudem weist die Adapteranordnung 12 im verbundenen Zustand des ersten und des zweiten Adapterelements 14, 16 parallel zur Verbindungsrichtung V eine Länge L auf, die ebenfalls im Wesentlichen durch die Abmessungen der Gehäuse 32, 34 des ersten und des zweiten Adapterelements 14, 16 bestimmt ist.
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In 2a-c ist die Adapteranordnung 12 mit einer Verriegelungseinrichtung 26 gemäß einer ersten Ausführungsform schematisch vergrößert dargestellt. Das erste Verriegelungselement 28 umfasst eine Nut 36 und das zweite Verriegelungselement 30 umfasst einen Vorsprung 38, der derart dimensioniert ist, dass er in die Nut 36 eingreifen kann. Die Nut 36 verläuft vorzugsweise senkrecht zur Verbindungsrichtung V. Es versteht sich, dass alternativ auch das zweite Verriegelungselement 30 die Nut 36 und das erste Verriegelungselement 28 den Vorsprung 38 aufweisen kann und die folgenden Ausführungen analog auch auf eine solche Ausführungsform übertragbar sind. In den 2b, c ist die Adapteranordnung 12 im verbundenen Zustand gezeigt.
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In der in 2b dargestellten ersten Stellung greift der Vorsprung 38 in die Nut 36 ein. Das erste und das zweite Verriegelungselement 28, 30 stehen dadurch parallel zur Verbindungsrichtung V formschlüssig miteinander in Verbindung und können nicht getrennt werden. Die Adapteranordnung 12 befindet sich somit in einem verriegelten Zustand.
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In der zweiten Stellung, die in 2c dargestellt ist, sind das erste und das zweite Verriegelungselement 28, 30 voneinander gelöst. Der Vorsprung 38 greift nicht in die Nut 36 ein und das erste und das zweite Adapterelement 14, 16 können parallel zur Verbindungsrichtung V voneinander getrennt und miteinander verbunden werden. Die Adapteranordnung 12 befindet sich folglich in einem entriegelten Zustand.
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Das erste und das zweite Verriegelungselement 28, 30 sind zwischen der ersten und der zweiten Stellung relativ zueinander bewegbar. Hierzu ist zumindest eines aus erstem und zweitem Verriegelungselement 28, 30 beweglich gelagert. Wie durch die beiden Pfeile am Vorsprung 38 angedeutet, kann zum Beispiel das zweite Verriegelungselement 30 schwenkbar oder senkrecht zur Verbindungsrichtung V linear verschiebbar gelagert sein. Ist das zweite Verriegelungselement 30 schwenkbar gelagert, ist es vorzugsweise als Riegel ausgebildet, wobei ein Ende des Riegels entsprechend gelagert ist und ein gegenüberliegendes freies Ende den Vorsprung 38 aufweist. Auch ein linear verschiebbares zweites Verriegelungselement 30 kann riegelförmig ausgebildet sein. Es kann aber auch nur als Stift ausgebildet sein, der den Vorsprung 38 bildet, wie in 2a gestrichelt angedeutet.
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Zum Bewegen des ersten und des zweiten Verriegelungselements 28, 30 zwischen der ersten Stellung und der zweiten Stellung umfasst die Verriegelungseinrichtung 26 einen Stellantrieb 40. Der Stellantrieb 40 ist vorzugsweise in dem Adapterelement aus erstem und zweitem Adapterelement 14, 16 aufgenommen, in dem sich auch das bewegliche Verriegelungselement 28, 30 befindet.
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Der Stellantrieb 40 kann beispielsweise als Elektromotor ausgebildet sein, der das zweite Verriegelungselement 30 schwenkt oder linear verschiebt. In der dargestellten Ausführungsform kann der Stellantrieb 40 auch als Elektromagnet ausgebildet sein, der das zweite Verriegelungselement 30 zwischen der ersten und der zweiten Stellung bewegt. Hierzu ist das zweite Verriegelungselement 30 zumindest teilweise magnetisch. Der Stellantrieb 40 kann den Vorsprung 38 dann in die Nut 36 ziehen oder aus der Nut 36 stoßen.
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Ist eines aus erstem und zweitem Verriegelungselement 28, 30, wie hier das erste Verriegelungselement 28, unbeweglich, so kann es integral mit dem jeweiligen Gehäuse 32, 34 des ersten bzw. zweiten Adapterelements 14, 16 geformt sein. So kann das jeweilige Gehäuse 32, 34 entweder eine Nut oder einen Vorsprung aufweisen.
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Eine zweite Ausführungsform der Verriegelungseinrichtung 26 ist schematisch in den 3a-c vergrößert dargestellt. Gemäß dieser Ausführungsform weist das erste Verriegelungselement 28 eine erste Raste 42 und das zweite Verriegelungselement 30 eine zweite Raste 44 auf. Die erste und die zweite Raste 42, 44 weisen einen im Wesentlichen dreieckigen Querschnitt auf und sind parallel zur Verbindungsrichtung V verjüngt ausgebildet, sodass eine Spitze 42a der ersten Raste 42 und eine Spitze 44a der zweiten Raste 44 zu einem offenen Ende des jeweiligen Adapterelements 14, 16 gerichtet sind. Dadurch weisen das erste und das zweite Verriegelungselement 28, 30 korrespondierende schräge Flächen 42b, 44b auf, die schräg zur Verbindungsrichtung V verlaufen. Zudem weisen das erste und das zweite Verriegelungselement 28, 30 jeweils eine gerade Fläche 42c, 44c auf, die jeweils an einem von der Spitze 42a, 44a entfernten Ende der schrägen Flächen 42b, 44b senkrecht zur Verbindungsrichtung V verlaufen.
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In der in 3b dargestellten ersten Stellung greifen die erste und die zweite Raste 42, 44 miteinander ein. Dabei liegen die geraden Flächen 42c, 44c der ersten und der zweiten Raste 42, 44 aneinander an und bilden dadurch eine formschlüssige Verbindung parallel zur Verbindungsrichtung V. Das erste und das zweite Adapterelement 14, 16 können dadurch nicht parallel zur Verbindungsrichtung V voneinander getrennt werden und die Adapteranordnung 12 befindet sich im verriegelten Zustand.
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In 3c sind das erste und das zweite Verriegelungselement 28, 30 in der zweiten Stellung dargestellt, in der sie im verbundenen Zustand der Adapterelemente 14, 16 voneinander gelöst sind. Die geraden Flächen 42c, 44c der ersten und der zweiten Raste 42, 44 berühren sich nicht und das erste und das zweite Adapterelement 14, 16 können parallel zur Verbindungsrichtung V voneinander getrennt und miteinander verbunden werden. Die Adapteranordnung 12 befindet sich folglich im entriegelten Zustand.
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Auch in dieser Ausführungsform können das erste und/oder das zweite Verriegelungselement 28, 30 analog zur ersten Ausführungsform schwenkbar oder linear verschiebbar gelagert sein und mittels des Stellantriebs 40 zwischen der ersten und der zweiten Stellung bewegt werden. Zudem kann eines aus erstem und zweitem Verriegelungselement 28, 30, das nicht beweglich gelagert ist, integral mit dem Gehäuse 32, 34 des jeweiligen Adapterelements 14, 16 ausgebildet sein.
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Es ist jedoch bevorzugt, dass eines aus erstem und zweitem Verriegelungselement 28, 30 durch ein Vorspannelement 46, insbesondere ein Federelement, wie eine Druckfeder, im Wesentlichen senkrecht zur Verbindungsrichtung V vorgespannt ist. Das Vorspannelement 46 übt eine Vorspannkraft F auf das jeweilige Verriegelungselement 28, 30 aus.
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Im getrennten Zustand der Adapteranordnung 12, die in 3a dargestellt ist, befindet sich das mittels des Vorspannelements 46 vorgespannte zweite Verriegelungselement 30 in einer Ruheposition. Werden das erste und das zweite Adapterelement 14, 16 in Verbindungsrichtung V miteinander verbundenen, treffen zunächst die schrägen Flächen 42b, 44b der ersten und der zweiten Raste 42, 44 aufeinander und gleiten aneinander ab. Dabei wird das zweite Verriegelungselement 30 entgegen der Vorspannkraft F des Vorspannelements 46 verschoben, wie in 3c durch die zwei Stellungen des zweiten Verriegelungselements 30 angedeutet. Sobald die schrägen Flächen 42b, 44b sich senkrecht zur Verbindungsrichtung V nicht mehr aneinander abstützen, wie in 3c in der oberen Stellung des zweiten Verriegelungselements 30, bewirkt das Vorspannelement 46, dass die erste und die zweite Raste 42, 44 einrasten. Die Vorspannkraft F verschiebt die zweite Raste 44 senkrecht zur Verbindungsrichtung V, sodass die geraden Flächen 42c, 44 c der ersten und der zweiten Raste 42, 44 aneinander anliegen und sich die Verriegelungseinrichtung 26 in der in 3b dargestellten ersten Stellung befindet.
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Der Stellantrieb 40 kann das zweite Verriegelungselement 30 nun zurück in die zweite Stellung bewegen. Dies kann dadurch erfolgen, dass der Stellantrieb 40 eine Stellbewegung mechanisch auf das zweite Verriegelungselement 30 überträgt, die senkrecht zur Verbindungsrichtung V und entgegen der Vorspannkraft F ausgerichtet ist. Der Stellantrieb 40 kann aber auch als Elektromagnet ausgebildet sein und senkrecht zur Verbindungsrichtung V und entgegen der Vorspannkraft F eine Magnetkraft auf das zweite Verriegelungselement 30 bewirken, das zumindest teilweise magnetisch ist.
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4a-d zeigen die Adapteranordnung 12 mit einer Verriegelungseinrichtung 26 gemäß einer dritten Ausführungsform. Das erste und das zweite Verriegelungselement 28, 30 bilden in diesem Fall einen Bajonettverschluss. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist das erste Verriegelungselement 28 als Hülse ausgebildet, die zumindest eine Nut 48 aufweist. Die Nut 48 wiederum weist einen axialen ersten Nutabschnitt 48a auf, der sich von einem dem zweiten Adapterelement 16 zugewandten Rand 50 der Hülse 28 in axialer Richtung parallel zur Verbindungsrichtung V erstreckt. Zudem weist die Nut 48 einen tangentialen zweiten Nutabschnitt 48b auf, der sich an dem vom Rand 50 abgewandten Ende des ersten Nutabschnitts 48a in Umfangsrichtung der Hülse 28 erstreckt. Das zweite Verriegelungselement 30 weist zumindest ein Eingriffsmittel 52 auf, das derart dimensioniert ist, dass es in die Nut 48 einführbar und entlang der Nut 48 bewegbar ist. Entsprechend ist ein Durchmesser des Eingriffsmittels 52 maximal so groß wie eine Breite der Nut 48. Das Eingriffsmittel 52 ist bezüglich der Verbindungsrichtung V radial ausgerichtet und kann zylinderförmig ausgebildet sein. Das zweite Verriegelungselement 30 kann als Stift ausgebildet sein, der sich parallel zur Verbindungsrichtung V erstreckt und der im Bereich eines dem ersten Adapterelement 14 zugewandten freien Endes das Eingriffsmittel 52 aufweist. Zum Verbinden des ersten und des zweiten Adapterelements 14, 16 befinden sich jeweils eine Nut 48 und ein Eingriffsmittel 52 in Umfangsrichtung in einer korrespondierenden Position. Auch in dieser Ausführungsform kann eines aus erstem und zweitem Verriegelungselement 28, 30 integral mit dem Gehäuse 32, 34 des jeweiligen Adapterelements 14, 16 ausgebildet sein.
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In der in 4b dargestellten ersten Stellung greifen das erste und das zweite Verriegelungselement 28, 30 ineinander ein. Das zumindest eine Eingriffsmittel 52 befindet sich im zweiten Nutabschnitt 48b, vorzugsweise am geschlossenen Ende des zweiten Nutabschnitts 48b der Nut 48. Das erste und das zweite Verriegelungselement 28, 30 sind dadurch parallel zur Verbindungsrichtung V formschlüssig miteinander verbunden und können nicht getrennt werden. Die Adapteranordnung 12 befindet sich folglich im verriegelten Zustand.
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Durch Drehen des ersten und des zweiten Verriegelungselements 28, 30 relativ zueinander in Umfangsrichtung der Hülse 28 wird das zumindest eine Eingriffsmittel 52 in den ersten Nutabschnitt 48a bewegt, wie in 4c dargestellt. Das erste und das zweite Verriegelungselement 28, 30 können nun parallel zur Verbindungsrichtung V voneinander gelöst und in die zweite Stellung nach 4d bewegt werden.
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Der Stellantrieb 40 übt in dieser Ausführungsform eine rotatorische Stellbewegung auf eines aus erstem und zweitem Verriegelungselement 28, 30 aus, um diese relativ zueinander in Umfangsrichtung zwischen den in 4b und 4c dargestellten Positionen zu drehen. Zum Beispiel kann der Stellantrieb den Stift 30, alternativ aber auch die Hülse 28, mittels Magnet, Elektromotor oder Schrittmotor um eine Achse parallel zur Verbindungsrichtung V drehen. Das Verschieben des Eingriffsmittels 52 entlang des axialen ersten Nutabschnitts 48a kann zusammen mit dem Verbinden bzw. Trennen des ersten und des zweiten Adapterelements 14, 16 parallel zur Verbindungsrichtung V erfolgen.
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In 5a-c ist schließlich eine vierte Ausführungsform der Verriegelungseinrichtung 26 schematisch dargestellt, in der das erste Verriegelungselement 28 ein Außengewinde und das zweite Verriegelungselement 30 ein mit dem Außengewinde korrespondierendes Innengewinde aufweist. Das Außengewinde und das Innengewinde greifen in der ersten Stellung ineinander ein, wie in 5b gezeigt. Zum Beispiel ist das erste Verriegelungselement 28 als Gewindestab und das zweite Verriegelungselement 30 als Gewindeeinsatz oder Hülse mit Innengewinde ausgebildet, die in das zweite Gehäuse 34 des zweiten Adapterelements 16 eingelassen ist. Ohne weiteres könnte auch das erste Verriegelungselement 28 ein Innengewinde und das zweite Verriegelungselement 30 ein Außengewinde aufweisen.
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Sind das erste und das zweite Adapterelement 14, 16 zum Verbinden miteinander in Verbindungsrichtung V zueinander ausgerichtet, sind auch das Außengewinde des ersten Verriegelungselements 28 und das Innengewinde des zweiten Verriegelungselements 30 entlang einer Achse 54 parallel zur Verbindungsrichtung V zueinander ausgerichtet. Der Stellantrieb 40 übt in diesem Ausführungsbeispiel eine rotatorische Stellbewegung vorzugsweise auf das erste Verriegelungselement 28 mit Außengewinde aus, wodurch das erste Verriegelungselement 28 in das zweite Verriegelungselement 30 oder aus dem zweiten Verriegelungselement 30 geschraubt werden kann.
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Das erfindungsgemäße Verfahren ist nachfolgend unter Bezugnahme auf die 1-5 beschrieben und ist im Wesentlichen unabhängig von der konkreten Ausführungsform der Verriegelungseinrichtung 26 anzusehen.
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Das Verfahren zum Aufladen eines Elektrofahrzeugs 4 umfasst zunächst das Bereitstellen eines Ladekabels 2 mit dem ersten und dem zweiten Anschluss 6, 10 sowie der Adapteranordnung 12, wie zuvor beschrieben. Zunächst werden das erste und das zweite Adapterelement 14, 16 miteinander verbunden, vorzugsweise in Verbindungsrichtung V zusammengesteckt, wie in 1 sowie 2b, c, 3b, c, 4b-d und 5b, c dargestellt. Danach können der erste Anschluss 6 an das Stromnetz 8 und der zweite Anschluss 10 an das Elektrofahrzeug 4 angeschlossen werden (siehe 1).
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Um ein unbefugtes Trennen der Adapteranordnung 12 zu vermeiden, umfasst das Verfahren weiterhin das Verriegeln des ersten und des zweiten Adapterelements 14, 16 mittels der Verriegelungseinrichtung 26. Dies wird insbesondere durch das Bewegen des ersten und des zweiten Verriegelungselements 28, 30 relativ zueinander aus der zweiten Stellung (vgl. 2c, 3c, 4d, 5c) in die erste Stellung (vgl. 2b, 3b, 4b, 5b) erreicht, in der das erste und das zweite Verriegelungselement 28, 30 mechanisch ineinander eingreifen, wie zuvor beschrieben.
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Das Verriegeln des ersten und des zweiten Adapterelements 14, 16 kann in Reaktion auf ein mit dem Ladevorgang verknüpftes Ereignis automatisch erfolgen oder durch Fernbetätigung durch einen Nutzer. Analog kann das Entriegeln des ersten und des zweiten Adapterelements 14, 16 in Reaktion auf ein mit dem Ladevorgang verknüpftes Ereignis automatisch erfolgen oder durch Fernbetätigung durch den Nutzer.
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Das Entriegeln wird insbesondere durch das Bewegen des ersten und des zweiten Verriegelungselements 28, 30 aus der ersten Stellung (vgl. 2b, 3b, 4b, 5b) in die zweite Stellung (vgl. 2c, 3c, 4d, 5c) erreicht, wodurch das erste und das zweite Verriegelungselement 28, 30 voneinander gelöst werden. Das erste und das zweite Adapterelement 14, 16 können dann parallel zur Verbindungsrichtung V voneinander getrennt werden.
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Mit dem erfindungsgemäßen Ladekabel und Verfahren wird somit sichergestellt, dass das Ladekabel 2 bzw. Teile davon nicht entwendet werden können und der Ladevorgang unbefugt unterbrochen werden kann. Eine manuelle Handhabung der Adapteranordnung 12 oder einer Verriegelungseinrichtung 26 an derselben durch den Nutzer ist nicht erforderlich, wodurch der Bedienkomfort erhöht wird.
