DE102020202537A1 - Charging system and method for charging an electric vehicle - Google Patents
Charging system and method for charging an electric vehicle Download PDFInfo
- Publication number
- DE102020202537A1 DE102020202537A1 DE102020202537.1A DE102020202537A DE102020202537A1 DE 102020202537 A1 DE102020202537 A1 DE 102020202537A1 DE 102020202537 A DE102020202537 A DE 102020202537A DE 102020202537 A1 DE102020202537 A1 DE 102020202537A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- charging
- chain
- push chain
- loading arm
- electric vehicle
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L53/00—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
- B60L53/30—Constructional details of charging stations
- B60L53/31—Charging columns specially adapted for electric vehicles
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L53/00—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
- B60L53/10—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles characterised by the energy transfer between the charging station and the vehicle
- B60L53/14—Conductive energy transfer
- B60L53/18—Cables specially adapted for charging electric vehicles
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L53/00—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
- B60L53/30—Constructional details of charging stations
- B60L53/35—Means for automatic or assisted adjustment of the relative position of charging devices and vehicles
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60M—POWER SUPPLY LINES, AND DEVICES ALONG RAILS, FOR ELECTRICALLY- PROPELLED VEHICLES
- B60M7/00—Power lines or rails specially adapted for electrically-propelled vehicles of special types, e.g. suspension tramway, ropeway, underground railway
- B60M7/003—Power lines or rails specially adapted for electrically-propelled vehicles of special types, e.g. suspension tramway, ropeway, underground railway for vehicles using stored power (e.g. charging stations)
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02G—INSTALLATION OF ELECTRIC CABLES OR LINES, OR OF COMBINED OPTICAL AND ELECTRIC CABLES OR LINES
- H02G11/00—Arrangements of electric cables or lines between relatively-movable parts
- H02G11/006—Arrangements of electric cables or lines between relatively-movable parts using extensible carrier for the cable, e.g. self-coiling spring
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
- H02J7/0042—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries characterised by the mechanical construction
- H02J7/0045—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries characterised by the mechanical construction concerning the insertion or the connection of the batteries
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L5/00—Current collectors for power supply lines of electrically-propelled vehicles
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/7072—Electromobility specific charging systems or methods for batteries, ultracapacitors, supercapacitors or double-layer capacitors
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02T90/10—Technologies relating to charging of electric vehicles
- Y02T90/12—Electric charging stations
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02T90/10—Technologies relating to charging of electric vehicles
- Y02T90/14—Plug-in electric vehicles
Abstract
Es wird ein Ladesystem (1) zum Laden eines Elektrofahrzeugs (5) mit elektrischer Energie angegeben. Das Ladesystem (1) umfasst- einen Ladearm mit einem vertikalen Ladearmteil (13) und einem horizontalen Ladearmteil (21),- ein Ladekabel (25) oder eine Stromschiene, welche(s) mit dem zu ladenden Elektrofahrzeug (5) verbindbar ist, wobei der horizontale Ladearmteil (21) eine ausfahrbare Schubkette (31) umfasst, mittels welcher ein fahrzeugseitiges Ende (25a) des Ladekabels (25) oder der Stromschiene auf das Elektrofahrzeug (5) zu bewegbar ist.Weiterhin wird ein Verfahren zum Laden eines Elektrofahrzeugs (5) mit einem solchen Ladesystem (1) angegeben.A charging system (1) for charging an electric vehicle (5) with electrical energy is specified. The charging system (1) comprises a charging arm with a vertical charging arm part (13) and a horizontal charging arm part (21), a charging cable (25) or a busbar which can be connected to the electric vehicle (5) to be charged, wherein the horizontal loading arm part (21) comprises an extendable push chain (31), by means of which a vehicle-side end (25a) of the charging cable (25) or the busbar can be moved towards the electric vehicle (5). Furthermore, a method for charging an electric vehicle (5 ) specified with such a charging system (1).
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Ladesystem zum Laden eines Elektrofahrzeugs mit elektrischer Energie, umfassend einen Ladearm mit einem vertikalen Ladearmteil und einem horizontalen Ladearmteil sowie ein Ladekabel oder eine Stromschiene, welche(s) mit dem Elektrofahrzeug verbindbar ist. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Laden eines Elektrofahrzeugs mit einem solchen Ladesystem.The present invention relates to a charging system for charging an electric vehicle with electrical energy, comprising a charging arm with a vertical charging arm part and a horizontal charging arm part as well as a charging cable or a busbar which can be connected to the electric vehicle. The invention also relates to a method for charging an electric vehicle with such a charging system.
Aus dem Stand der Technik sind zahlreiche Ladesysteme zum Laden von Elektrofahrzeugen bekannt, bei denen ein menschlicher Nutzer zu Beginn des Ladevorgangs ein Ladekabel mit dem Elektrofahrzeug verbinden muss und entsprechend dieses Ladekabel am Ende des Ladevorgangs wieder vom Elektrofahrzeug trennen muss. Aufgrund der notwendigen Interaktion des Nutzers eignen sich solche Ladesysteme allerdings nicht zum automatisierten Laden von z.B. autonomen Fahrzeugen, bei denen kein menschlicher Nutzer mehr tätig werden kann oder will.Numerous charging systems for charging electric vehicles are known from the prior art, in which a human user has to connect a charging cable to the electric vehicle at the beginning of the charging process and accordingly has to disconnect this charging cable from the electric vehicle again at the end of the charging process. Due to the necessary interaction of the user, such charging systems are not suitable for the automated charging of e.g. autonomous vehicles in which no human user can or wants to be active.
Zum (teil-)automatisierten Laden von Elektrofahrzeugen wurden Ladesysteme vorgeschlagen, bei denen beispielsweise ein an einer Wand montierter Ladekasten mit einem Roboterarm verbunden ist, welcher das Ladekabel trägt und dieses durch eine automatisierte Bewegung in die Ladebuchse des zu ladenden Fahrzeugs einstecken kann. Dieser Roboterarm basiert auf mehreren, über Drehgelenke schwenkbar angeordneten Robotergliedern. Zusammen mit einer vertikalen Translationsbewegung des Roboterarms im Bereich des Ladekastens kann so eine räumlich limitierte Positionierung des Ladesteckers erreicht werden, um den Ladestecker in ein geparktes Auto einstecken zu können. Nachteilig bei dieser Lösung ist jedoch, dass sie vergleichsweise aufwendig ist und der verwendete Roboterarm relativ teuer ist. Zudem sind die Roboterarme meist starr an ihrer Montageposition fixiert und können somit nicht die unterschiedlichen Ladebuchsen-Positionen verschiedener Elektroautos erreichen. Außerdem sind solche Roboterarme typischerweise nicht für den Dauereinsatz im Außenbereich geeignet.For the (partially) automated charging of electric vehicles, charging systems have been proposed in which, for example, a wall-mounted charging box is connected to a robot arm that carries the charging cable and can plug it into the charging socket of the vehicle to be charged by an automated movement. This robot arm is based on several robot members that are pivotably arranged via swivel joints. Together with a vertical translational movement of the robot arm in the area of the charging box, a spatially limited positioning of the charging plug can be achieved in order to be able to plug the charging plug into a parked car. The disadvantage of this solution, however, is that it is comparatively complex and the robot arm used is relatively expensive. In addition, the robot arms are usually rigidly fixed in their assembly position and thus cannot reach the different charging socket positions of different electric cars. In addition, such robot arms are typically not suitable for continuous outdoor use.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Ladesystem anzugeben, welches die genannten Nachteile überwindet, insbesondere mit unterschiedlichen Fahrzeuglängen und/oder -positionen kompatibel ist und für den dauerhaften Einsatz im Freien geeignet ist. Eine weitere Aufgabe ist es, ein Verfahren zum Laden eines Elektrofahrzeugs mit einem solchen Ladesystem anzugeben.The object of the invention is therefore to specify a charging system which overcomes the disadvantages mentioned, in particular is compatible with different vehicle lengths and / or positions and is suitable for permanent outdoor use. Another object is to specify a method for charging an electric vehicle with such a charging system.
Diese Aufgaben werden durch das in Anspruch 1 beschriebene Ladesystem und das in Anspruch 15 beschriebene Verfahren gelöst.These objects are achieved by the charging system described in claim 1 and the method described in
Das erfindungsgemäße Ladesystem ist zum Laden eines Elektrofahrzeugs mit elektrischer Energie ausgelegt. Es umfasst einen Ladearm mit einem vertikalen Ladearmteil und einem horizontalen Ladearmteil. Weiterhin umfasst es ein Ladekabel und/oder eine Stromschiene. Das Ladekabel bzw. die Stromschiene ist mit Hilfe des Ladearms mit dem zu ladenden Elektrofahrzeug verbindbar. Der horizontale Teil des Ladearms umfasst weiterhin eine ausfahrbare Schubkette, mittels welcher ein fahrzeugseitiges Ende des Ladekabels bzw. der Stromschiene auf das Elektrofahrzeug zu bewegbar ist. Insbesondere ist die Schubkette vom vertikalen Ladearmteil in Richtung des Elektrofahrzeugs ausfahrbar.The charging system according to the invention is designed for charging an electric vehicle with electrical energy. It comprises a loading arm with a vertical loading arm part and a horizontal loading arm part. It also includes a charging cable and / or a power rail. The charging cable or the busbar can be connected to the electric vehicle to be charged with the aid of the charging arm. The horizontal part of the charging arm furthermore comprises an extendable push chain, by means of which a vehicle-side end of the charging cable or the busbar can be moved towards the electric vehicle. In particular, the push chain can be extended from the vertical loading arm part in the direction of the electric vehicle.
Unter dem beschriebenen Ladearm soll dabei allgemein ein Grundelement des Ladesystems verstanden werden. Unter dem vertikalen Ladearmteil soll ein längliches Teilelement dieses Ladearms mit einer vertikalen Hauptrichtungskomponente verstanden werden. Es muss also nicht exakt vertikal ausgerichtet sein. Entsprechend soll unter dem horizontalen Ladearmteil ein längliches Teilelement dieses Ladearms mit einer horizontalen Hauptrichtungskomponente verstanden werden.In this context, the described loading arm should generally be understood to mean a basic element of the loading system. The vertical loading arm part should be understood to mean an elongated sub-element of this loading arm with a vertical main directional component. So it does not have to be aligned exactly vertically. Correspondingly, the horizontal loading arm part should be understood to mean an elongated sub-element of this loading arm with a horizontal main directional component.
Es ist allgemein nicht erforderlich, dass der Ladearm ortsfest ist. Dies ist zwar möglich und unter Umständen vorteilhaft. Alternativ kann der Ladearm aber auch beweglich angeordnet sein, insbesondere kann sie translatorisch bewegbar sein. Dazu kann der Ladearm beispielsweise über einen unteren Sockel auf einem Schienensystem horizontal beweglich angeordnet sein.It is generally not necessary for the loading arm to be stationary. This is possible and may be advantageous. Alternatively, however, the loading arm can also be arranged to be movable, in particular it can be movable in a translatory manner. For this purpose, the loading arm can be arranged such that it can move horizontally on a rail system, for example via a lower base.
Das Ladesystem kann alternativ entweder ein Ladekabel oder eine Stromschiene zur elektrischen Verbindung mit dem Elektrofahrzeug umfassen. Wenn im Folgenden beispielhaft nur eine diese beiden Alternativen genannt ist, soll immer auch die andere Möglichkeit als offenbart gelten.The charging system can alternatively comprise either a charging cable or a busbar for electrical connection to the electric vehicle. If only one of these two alternatives is mentioned as an example in the following, the other possibility should always also apply as disclosed.
Das Ladesystem kann einen Fahrzeugbereich umfassen, in dem das zu ladende Fahrzeug positioniert werden kann. Die beschriebene Bewegung von dem Ende des Ladekabels „auf das Elektrofahrzeug zu“ soll also einer Bewegung in Richtung dieses Fahrzeugbereichs entsprechen. In diesem Fahrzeugbereich kann das zu ladende Fahrzeug entlang einer vorgegebenen Fahrzeuglängsrichtung ausgerichtet sein, welche insbesondere einer lokalen Fahrtrichtung entspricht. Diese Richtung wird im Folgenden mit x-Richtung bzw. mit „horizontaler Längsrichtung“ bezeichnet. Der Ladearm kann insbesondere entlang dieser horizontalen Längsrichtung beweglich gelagert sein. Die senkrecht dazu stehende horizontale Raumrichtung wird hier mit y-Richtung bzw. mit „horizontaler Querrichtung“ bezeichnet. Die vertikale Raumrichtung wird als z-Richtung bezeichnet.The charging system can include a vehicle area in which the vehicle to be charged can be positioned. The described movement from the end of the charging cable “towards the electric vehicle” should therefore correspond to a movement in the direction of this area of the vehicle. In this vehicle area, the vehicle to be charged can be aligned along a predetermined longitudinal direction of the vehicle, which in particular corresponds to a local direction of travel. In the following, this direction is referred to as the x-direction or “horizontal longitudinal direction”. The loading arm can in particular be movably supported along this horizontal longitudinal direction. The horizontal spatial direction that is perpendicular to this is referred to here as the y-direction or “horizontal transverse direction”. The vertical spatial direction is referred to as the z-direction.
Unter einer Schubkette soll im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung eine aus einer Mehrzahl von Kettengliedern zusammengesetzte Kette verstanden werden, mittels welcher sowohl Zugkräfte als auch Druckkräfte übertragen werden können. Eine solche Schubkette wird im englischen auch als „Rigid Chain“ bezeichnet. Im spannungslosen bzw. eingefahrenen Zustand kann eine solche Schubkette aufgerollt oder anderweitig platzsparend zusammengelegt werden, da die Kettenglieder im eingezogenen Zustand so weit gegeneinander beweglich sind, dass die Kette eine Biegung um eine Achse parallel zu ihrer Querrichtung ausführen kann. Im ausgefahrenen Zustand ist die Schubkette jedoch so weit versteift, dass mit ihr sowohl eine Schubbewegung als auch eine Zugbewegung bewirkt werden kann. Auf diese Weise kann mit der Schubkette das fahrzeugseitige Kabelende sowohl auf das zu ladende Fahrzeug zu als auch von diesem wieder wegbewegt werden. Somit kann ein Ladestecker dieses Ladekabels in das Fahrzeug eingesteckt werden und auch wieder aus diesem herausgezogen werden. Mit der Schubkette soll das Ladekabel also insbesondere auch wieder (nach Art einer Zugbewegung) von dem Elektrofahrzeug weg bewegbar sein.In connection with the present invention, a push chain is to be understood as a chain composed of a plurality of chain links, by means of which both tensile forces and compressive forces can be transmitted. Such a linear chain is also known as a "rigid chain". In the de-energized or retracted state, such a push chain can be rolled up or otherwise folded to save space, since the chain links in the retracted state can move so far that the chain can bend around an axis parallel to its transverse direction. In the extended state, however, the push chain is stiffened to such an extent that it can be used to effect both a pushing movement and a pulling movement. In this way, the cable end on the vehicle side can be moved both towards and away from the vehicle to be charged with the push chain. A charging plug of this charging cable can thus be plugged into the vehicle and also pulled out of it again. With the push chain, the charging cable should in particular also be able to be moved away from the electric vehicle again (in the manner of a pulling movement).
Die Bewegung in Richtung des Elektrofahrzeugs (und ggf. wieder von diesem weg) soll also insbesondere mittels der Schubkette bewirkbar sein. Das Ladesystem soll also einen Schubkettenantrieb aufweisen, welcher im Englischen auch als „rigid chain actuator“ bezeichnet wird. Mit einem solchen Schubkettenantrieb kann insbesondere eine rotatorische Bewegung (z.B. einer Welle, einer Rolle und/oder eines Rades) in eine translatorische Bewegung der Schubkette umgesetzt werden. Dies kann beispielsweise durch Abrollen der Kette von einer Rolle und/oder durch formschlüssige Kraftübertragung von einem Zahnrad auf die Kettenglieder erfolgen. Allgemein kann mit einem Schubkettenantrieb relativ leicht eine von einem Elektromotor bewirkte Drehbewegung in eine translatorische Bewegung der Schubkette umgesetzt werden.The movement in the direction of the electric vehicle (and possibly away from it again) should therefore be able to be brought about in particular by means of the push chain. The loading system should therefore have a push chain drive, which is also referred to in English as a "rigid chain actuator". With such a push chain drive, in particular a rotary movement (e.g. a shaft, a roller and / or a wheel) can be converted into a translational movement of the push chain. This can be done, for example, by unrolling the chain from a roller and / or by positive force transmission from a toothed wheel to the chain links. In general, with a push chain drive, a rotary movement caused by an electric motor can be converted into a translational movement of the push chain relatively easily.
Die beschriebene Bewegung des Ladekabels in Richtung des Elektrofahrzeugs soll insbesondere eine Bewegung mit einer Richtungskomponente in horizontaler Querrichtung sein, also in y-Richtung. Auf diese Weise kann besonders einfach ein Ladestecker in eine seitlich am Fahrzeug angeordnete Ladebuchse eingesteckt werden. Die Bewegungsrichtung muss dabei aber nicht genau mit der y-Richtung zusammenfallen. Vielmehr reicht es bei dieser Ausführungsform aus, wenn die Bewegungsrichtung zumindest eine Teilkomponente in y-Richtung hat. Insbesondere bei einer leicht schrägen Einbaulage der Ladebuchse am Fahrzeug kann es vorteilhaft sein, wenn die Bewegungsrichtung neben der y-Komponente auch eine (meist geringere) z-Komponente aufweist. Auch eine Bewegung in x-Richtung soll dabei nicht ausgeschlossen sein.The described movement of the charging cable in the direction of the electric vehicle should in particular be a movement with a directional component in the horizontal transverse direction, that is to say in the y-direction. In this way, a charging plug can be plugged into a charging socket arranged on the side of the vehicle in a particularly simple manner. The direction of movement does not have to coincide exactly with the y-direction. Rather, in this embodiment it is sufficient if the direction of movement has at least one partial component in the y-direction. In particular in the case of a slightly inclined installation position of the charging socket on the vehicle, it can be advantageous if the direction of movement also has a (mostly lower) z component in addition to the y component. A movement in the x-direction should not be ruled out either.
Allgemein ist es jedoch für die Erfindung auch nicht unbedingt nötig, dass die Bewegung des Ladekabels bzw. der Schubkette horizontal ist oder eine horizontale Richtungskomponenten aufweist. Alternativ kann es sich auch um eine hauptsächlich vertikale Bewegung oder um eine Bewegung in hauptsächlich horizontaler Längsrichtung handeln. Wesentlich im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung ist nur, dass die Bewegung des Kabel-Endes für wenigstens einen translatorischen Freiheitsgrad mittels der Schubkette bewirkt werden kann.In general, however, it is also not absolutely necessary for the invention that the movement of the charging cable or the push chain is horizontal or has horizontal directional components. Alternatively, it can also be a mainly vertical movement or a movement in a mainly horizontal longitudinal direction. It is only essential in connection with the present invention that the movement of the cable end can be brought about for at least one translational degree of freedom by means of the push chain.
Ein wesentlicher Vorteil der vorliegenden Erfindung liegt darin, dass mittels der Schubkette die translatorische Bewegung des Ladekabel-Endes zum Elektrofahrzeug hin (und gegebenenfalls auch wieder von diesem weg) auf apparativ relativ einfache Weise bewirkt werden kann. Weiterhin kann ein Ladesystem mit einem solchen Schubkettenantrieb ohne einen hohen zusätzlichen Aufwand für den Betrieb im Freien ausgelegt werden, da Schubkettenantriebe typischerweise wesentlich robuster gegenüber Umwelteinflüssen sind als handelsübliche Robotersysteme. Außerdem kann ein Schubkettenantrieb im Vergleich zu einem solchen Robotersystem relativ preisgünstig realisiert werden.An essential advantage of the present invention is that the translational movement of the charging cable end towards the electric vehicle (and possibly also away from it again) can be effected in a relatively simple manner in terms of apparatus by means of the push chain. Furthermore, a loading system with such a push chain drive can be designed for operation in the open without a great deal of additional effort, since push chain drives are typically much more robust with respect to environmental influences than commercially available robot systems. In addition, a push chain drive can be implemented relatively inexpensively in comparison to such a robot system.
Ein weiterer Vorteil eines solchen Schubkettenantriebs liegt darin, dass er relativ platzsparend ausgeführt werden kann. So kann die Schubkette im eingefahrenen Zustand relativ platzsparend aufgerollt bzw. zusammengefaltet werden. Diese platzsparende Ausgestaltung ermöglicht es, das Ladesystem insgesamt sehr kompakt auszulegen und insbesondere (im eingefahrenen Zustand der Schubkette) einen relativ großen Freiraum zum Einparken des zu ladenden Fahrzeugs freizuhalten. Insbesondere ist hier kein sperriger Roboterarm im Weg, gegen den das einparkende Fahrzeug stoßen könnte.Another advantage of such a push chain drive is that it can be designed to be relatively space-saving. In this way, the linear chain can be rolled up or folded up in a relatively space-saving manner in the retracted state. This space-saving configuration makes it possible to design the charging system as a whole to be very compact and, in particular (in the retracted state of the push chain), to keep a relatively large amount of free space for parking the vehicle to be charged. In particular, there is no bulky robot arm in the way that the parking vehicle could hit.
Das erfindungsgemäße Verfahren dient zum Laden eines Elektrofahrzeugs mit elektrischer Energie mittels eines erfindungsgemäßen Ladesystems. Das Verfahren umfasst zumindest den Schritt:
- a) Verbinden des Ladekabels oder der Stromschiene mit dem Elektrofahrzeug, indem das Ladekabel oder die Stromschiene mit Hilfe der Schubkette vom vertikalen Teil des Ladearms aus horizontal in Richtung des Elektrofahrzeugs ausgefahren wird.
- a) Connecting the charging cable or the busbar to the electric vehicle by extending the charging cable or the busbar horizontally in the direction of the electric vehicle from the vertical part of the charging arm using the push chain.
Die Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens ergeben sich analog zu den weiter oben beschriebenen Vorteilen des erfindungsgemäßen Ladesystems.The advantages of the method according to the invention result analogously to the advantages of the charging system according to the invention described above.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den von Anspruch 1 abhängigen Ansprüchen sowie der folgenden Beschreibung hervor. Dabei können die beschriebenen Ausgestaltungen des Ladesystems und des Verfahrens allgemein vorteilhaft miteinander kombiniert werden.Advantageous refinements and developments of the invention emerge from the claims dependent on claim 1 and the following description. The described configurations of the charging system and the method can generally advantageously be combined with one another.
So kann gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform die Schubkette sowohl in Richtung des Elektrofahrzeugs ausfahrbar als auch in Richtung des vertikalen Teils des Ladearms einfahrbar sein. So kann bei dieser Ausführungsform einerseits das fahrzeugseitige Ende des Ladekabels mit dem (in den Fahrzeugbereich eingeparkten) Elektrofahrzeug verbunden werden. Andererseits kann das Ladekabel nach dem Ausschalten des Ladestroms wieder zum vertikalen Teil des Ladearms hin zurückgezogen werden. So kann vorteilhaft wieder der nötige Freiraum zur Verfügung gestellt werden, um das fertig geladene Elektrofahrzeug auszuparken und anschließend das nächste Fahrzeug ohne eine Berührung mit den Komponenten des Ladesystems in den Fahrzeugbereich einzuparken.Thus, according to an advantageous embodiment, the push chain can be extended both in the direction of the electric vehicle and retracted in the direction of the vertical part of the loading arm. In this embodiment, on the one hand, the end of the charging cable on the vehicle side can be connected to the electric vehicle (parked in the vehicle area). On the other hand, after switching off the charging current, the charging cable can be pulled back towards the vertical part of the charging arm. In this way, the necessary free space can advantageously be made available again to park the fully charged electric vehicle and then park the next vehicle in the vehicle area without touching the components of the charging system.
Vorteilhaft kann das Ladesystem im Bereich des Ladearms einen Antrieb zum Aus- und/oder Einfahren der Schubkette aufweisen. Mit anderen Worten wird bei dieser Ausführungsform die Schubkette (und mit ihr das Ladekabel) vom vertikalen Ladearmteil aus bewegt. Beispielsweise kann hierzu im Bereich des Ladearms ein Elektromotor zum Abwickeln und/oder Aufwickeln der Schubkette vorgesehen sein. Beim Abwickeln der Schubkette wird diese insbesondere in Richtung des Elektrofahrzeugs ausgefahren und umgekehrt wird sie beim Aufwickeln zum vertikalen Teil des Ladearms zurück eingefahren. Ein allgemeiner Vorteil von der Integration des Antriebs im Bereich des vertikalen Teil des Ladearms ist, dass die Schubkette selbst in dem ausfahrbaren Bereich des horizontalen Ladearmteils passiv ausgestaltet sein kann und dort keinen (weiteren) Antrieb aufweisen muss. Somit kann die Schubkette vergleichsweise einfach aufgebaut und mit einer geringen Eigenmasse realisiert sein.The loading system can advantageously have a drive for extending and / or retracting the push chain in the area of the loading arm. In other words, in this embodiment, the push chain (and with it the charging cable) is moved from the vertical charging arm part. For example, an electric motor for unwinding and / or winding up the push chain can be provided for this purpose in the area of the loading arm. When the push chain is unwound, it is extended, in particular, in the direction of the electric vehicle and, conversely, when it is wound up, it is retracted back to the vertical part of the loading arm. A general advantage of integrating the drive in the area of the vertical part of the loading arm is that the push chain itself can be of passive design in the extendable area of the horizontal loading arm part and does not have to have a (further) drive there. The linear chain can thus be constructed in a comparatively simple manner and implemented with a low intrinsic mass.
Vorteilhaft kann am fahrzeugseitigen Ende der Schubkette wenigstens ein Ladestecker angebracht sein. Ein solcher Ladestecker dient insbesondere dazu, mit einer entsprechenden Ladebuchse des zu ladenden Fahrzeugs zusammengesteckt zu werden, um so einen elektrischen Kontakt zum Aufladen des Fahrzeugs herzustellen. Dieser Ladestecker kann insbesondere austauschbar sein, so dass das Ladesystem für verschiedene Steckertypen konfiguriert werden kann. Besonders vorteilhaft kann der Ladestecker automatisch austauschbar sein. Das Ladesystem kann im Endbereich des Ladekabels auch mehrere Ladestecker aufweisen, von denen der gewünschte beispielsweise automatisch selektiert werden kann.At least one charging plug can advantageously be attached to the end of the push chain on the vehicle side. Such a charging plug is used in particular to be plugged together with a corresponding charging socket of the vehicle to be charged in order to establish electrical contact for charging the vehicle. This charging plug can in particular be interchangeable, so that the charging system can be configured for different plug types. The charging plug can particularly advantageously be exchangeable automatically. The charging system can also have several charging plugs in the end area of the charging cable, of which the desired one can be selected automatically, for example.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die Schubkette dazu ausgebildet, eine Schubkraft von wenigstens 20 N auf den Ladestecker auszuüben. Eine Kraft in diesem Bereich wird typischerweise mindestens benötigt, um einen Ladestecker in eine Ladebuchse eines Elektrofahrzeugs einzustecken. Besonders bevorzugt liegt die Schubkraft bei wenigstens 50 N und insbesondere sogar bei wenigstens 100 N. Beispielsweise kann die ausgeübte Schubkraft in einem Bereich zwischen 20 N und 200 N liegen. Bei Ladesteckern von Lastkraftwagen oder Bussen kann aber auch eine Schubkraft von bis zu 1 kN zum Einsatz kommen. Um den Ladestecker wieder zu entfernen, können vorteilhaft auch Zugkräfte in einem analogen Bereich von der Schubkette ausgeübt werden. Die Schub- und/oder Zugkräfte in den genannten Bereichen können über ausreichend dimensionierte Schubkettenantriebe vergleichsweise einfach erreicht werden.According to a preferred embodiment, the push chain is designed to exert a pushing force of at least 20 N on the charging plug. A force in this range is typically required at least to insert a charging plug into a charging socket of an electric vehicle. The thrust force is particularly preferably at least 50 N and in particular even at least 100 N. For example, the thrust force exerted can be in a range between 20 N and 200 N. However, a thrust force of up to 1 kN can also be used for charging plugs on trucks or buses. In order to remove the charging plug again, tensile forces can advantageously be exerted by the push chain in an analogous range. The pushing and / or pulling forces in the areas mentioned can be achieved comparatively easily using sufficiently dimensioned push chain drives.
Gemäß einer weiteren allgemein vorteilhaften Ausführung ist die Schubkette im Bereich des Ladearms umlenkbar. Insbesondere sind die Kettenglieder der Schubkette im eingezogenen Zustand so gegeneinander beweglich, dass die Kette aufgewickelt und/oder zusammengefaltet werden kann. In jedem Fall kann die Schubkette bei dieser Ausführungsform im nicht (oder nur teilweise) ausgefahrenen Zustand im Bereich des vertikalen Teils des Ladearms platzsparend gelagert werden. Hierzu ist die Schubkette insbesondere in wenigstens einen Kettenkasten aufnehmbar, welcher im Bereich des vertikalen Ladearmteils angeordnet ist. Es können auch mehrere Kettenkästen vorgesehen sein, um beispielsweise mehrere Stränge der Schubkette getrennt aufzunehmen. In jedem Fall wird durch diese Ausführungsform erreicht, dass die Kette einen einfahrbaren Teil eines Ladearms ausbildet, welcher im eingefahrenen Zustand sehr wenig Platz beansprucht.According to a further generally advantageous embodiment, the push chain can be deflected in the area of the loading arm. In particular, the chain links of the push chain can be moved relative to one another in the retracted state so that the chain can be wound up and / or folded up. In any case, in this embodiment the push chain can be stored in a space-saving manner in the not (or only partially) extended state in the area of the vertical part of the loading arm. For this purpose, the push chain can in particular be received in at least one chain case, which is arranged in the area of the vertical loading arm part. Several chain boxes can also be provided, for example to accommodate several strands of the push chain separately. In any case, this embodiment ensures that the chain forms a retractable part of a loading arm which takes up very little space in the retracted state.
Allgemein vorteilhaft weist die Schubkette einen horizontalen Ausfahrweg von wenigstens 20 cm auf. Besonders bevorzugt liegt der erreichbare Ausfahrweg bei wenigstens 50 cm und insbesondere sogar bei wenigstens 80 cm. Beispielsweise kann ein Ausfahrweg von bis zu 100 cm oder sogar bis zu 150 cm benötigt werden, um mit dem Ende des Ladekabels die zu ladenden Fahrzeuge zu erreichen, welche mit einer gewissen Positionstoleranz in den Fahrzeugbereich eingeparkt werden und welche auch untereinander deutlich unterschiedliche Abmessungen sowie Positionen der Ladebuchsen aufweisen können. Ein Ausfahrweg im genannten Bereich kann mittels einer Schubkette mit einer ausreichenden Kettenlänge vergleichsweise einfach und kostengünstig realisiert werden. Durch das Wieder-Einfahren der Schubkette um den analogen Weg kann erreicht werden, dass im eingefahrenen Zustand ein ausreichend großer Freiraum für das nächste zu parkende Fahrzeug geschaffen wird.Generally advantageously, the push chain has a horizontal extension path of at least 20 cm. The reachable extension path is particularly preferably at least 50 cm and in particular even at least 80 cm. For example, an exit path of up to 100 cm or even up to 150 cm can be required in order to reach the vehicles to be charged with the end of the charging cable, which are parked in the vehicle area with a certain position tolerance and which also have significantly different dimensions and positions of the charging sockets. An extension path in the area mentioned can be implemented comparatively simply and inexpensively by means of a push chain with a sufficient chain length. By retracting the Push chain around the analog path can be achieved that in the retracted state, a sufficiently large free space is created for the next vehicle to be parked.
Allgemein ist die Schubkette vorteilhaft aus einer Mehrzahl von Kettengliedern zusammengesetzt. Diese Kettenglieder können besonders bevorzugt im Wesentlichen aus Kunststoff gebildet sein. Mit anderen Worten kann Kunststoff die Hauptkomponente der Schubkette ausbilden (wobei zusätzliche Elemente wie eine Beschichtung oder Halte- bzw. Verbindungselemente aus anderen Materialien nicht ausgeschlossen sein sollen). Ein wesentlicher Vorteil der kunststoff-basierten Ausführungsform ist, dass eine solche Schubkette besonders beständig gegenüber Witterungseinflüssen sein kann und somit auf besonders einfache Weise ein Ladesystem realisiert werden kann, welches für den Einsatz im Freien ausgelegt ist. Zusätzlich kann eine kunststoff-basierte Schubkette vorteilhaft eine vergleichsweise geringe Eigenmasse aufweisen. Alternativ können aber grundsätzlich auch andere Materialien zum Einsatz kommen. So können die Kettenglieder beispielsweise auch aus einem metallischen Material gebildet sein oder zumindest ein metallisches Material umfassen.In general, the push chain is advantageously composed of a plurality of chain links. These chain links can particularly preferably be formed essentially from plastic. In other words, plastic can form the main component of the push chain (although additional elements such as a coating or holding or connecting elements made of other materials should not be excluded). A major advantage of the plastic-based embodiment is that such a push chain can be particularly resistant to the effects of the weather and thus a charging system designed for use outdoors can be implemented in a particularly simple manner. In addition, a plastic-based push chain can advantageously have a comparatively low intrinsic mass. Alternatively, however, other materials can in principle also be used. For example, the chain links can also be formed from a metallic material or at least comprise a metallic material.
Allgemein vorteilhaft kann die Schubkette selbstversteifend sein. Dies kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass sich die Kettenglieder der Schubkette im abgewickelten Zustand und/oder unter Spannung formschlüssig gegeneinander abstützen. Der Formschluss zwischen den einzelnen Kettengliedern kann also beispielsweise beim Ausfahren (z.B. durch Abwickeln) gebildet werden. Dagegen kann der Formschluss beim Einfahren (z.B. durch Aufwickeln auf eine Rolle oder durch Einfalten) wieder aufgehoben werden, beispielsweise dadurch, dass die Kettenglieder im eingefahrenen Zustand weiter voneinander beabstandet sind und/oder in einem anderen Winkel zueinander geführt sind.In general, the push chain can be self-stiffening. This can be achieved, for example, in that the chain links of the push chain are positively supported against one another in the unwound state and / or under tension. The form fit between the individual chain links can thus be created, for example, when extending (e.g. by unwinding). On the other hand, the form fit can be canceled again when retracting (e.g. by winding it on a roll or by folding it in), for example by the fact that the chain links are further spaced from one another in the retracted state and / or are guided at a different angle to one another.
Die beschriebene Selbstversteifung muss dabei keine Versteifung bezüglich aller Bewegungsrichtungen sein. Vorteilhaft versteift sich die Kette aber zumindest so, dass die benötigte Schubkraft in y-Richtung übertragen werden kann. Durch eine geeignete Einbaulage (z.B. mit einer Umlenkachse der Schubkette parallel zur x-Achse) kann die Schubkette dann nicht in negativer z-Richtung einknicken und ist automatisch bezüglich dieser Richtung steif. So kann mit der Schubkette ein freitragender, horizontal ausfahrbarer Ladearmteil gebildet werden. Eine Steifigkeit bezüglich anderer Raumrichtungen (beispielsweise in positiver z-Richtung und/oder in x-Richtung) ist vorteilhaft, aber nicht unbedingt notwendig. Insbesondere kann die Steifigkeit in diesen anderen Raumrichtungen optional geringer ausgebildet sein als nach vertikal unten.The self-stiffening described does not have to be a stiffening with regard to all directions of movement. However, the chain is advantageously stiffened at least in such a way that the required thrust can be transmitted in the y-direction. Due to a suitable installation position (e.g. with a deflection axis of the push chain parallel to the x-axis), the push chain cannot buckle in the negative z-direction and is automatically stiff in this direction. A self-supporting, horizontally extendable loading arm section can be formed with the linear chain. Rigidity with respect to other spatial directions (for example in the positive z direction and / or in the x direction) is advantageous, but not absolutely necessary. In particular, the rigidity in these other spatial directions can optionally be designed to be lower than in the vertical downward direction.
Gemäß einer ersten Ausführungsvariante für die Zusammensetzung der Schubkette kann diese aus einem einzelnen länglichen Strang von Kettengliedern gebildet sein. Die Schubkette wird dann also aus einer linearen Abfolge von aneinandergereihten Kettengliedern gebildet, welche beispielsweise beim Ausfahren der Schubkette formschlüssig ineinandergreifen, so dass sich die Kette selbst versteift.According to a first embodiment variant for the assembly of the push chain, it can be formed from a single elongate strand of chain links. The push chain is then formed from a linear sequence of chain links lined up, which, for example, interlock in a form-fitting manner when the push chain is extended, so that the chain itself stiffens.
Gemäß einer alternativen, zweiten Ausführungsvariante kann die Schubkette aber auch durch zwei parallel zueinander verlaufende längliche Stränge von Kettengliedern gebildet sein, welche beim Ausfahren der Schubkette nach Art eines Reißverschlusses formschlüssig ineinandergreifen. Hierdurch wird auf besonders einfache Weise eine wirksame Selbstversteifung ermöglicht. Eine solche zweisträngige Schubkette wird beispielsweise unter dem Namen „Zip Chain Actuator“ angeboten. Durch die formschlüssige Verbindung zweier Kettenstränge wird eine besonders hohe Steifigkeit der ausgefahrenen Schubkette erreicht, so dass bei dem beschriebenen Ladesystem ein unerwünschtes vertikales Absacken des horizontalen Ladearmteils besonders wirksam vermieden werden kann. So wird insbesondere das Tragen von vergleichsweise hohen Lasten des Ladearms erleichtert. Beim Einfahren der Schubkette werden die beiden Einzelstränge voneinander getrennt, was eine besonders hohe Beweglichkeit der eingefahrenen Kettenstränge ermöglicht. Somit können die Einzelstränge im eingefahrenen und getrennten Zustand besonders platzsparend aufgerollt bzw. eingefaltet werden. Insbesondere können die beiden Einzelstränge im eingefahrenen Zustand in getrennten Kettenkästen oder in getrennten Teilbereichen eines übergeordneten Kettenkastens aufnehmbar sein.According to an alternative, second embodiment variant, the push chain can also be formed by two elongate strands of chain links running parallel to one another, which interlock in a form-fitting manner in the manner of a zipper when the push chain is extended. This enables effective self-stiffening in a particularly simple manner. Such a two-strand linear chain is offered, for example, under the name "Zip Chain Actuator". The form-fitting connection of two chain strands achieves a particularly high rigidity of the extended push chain, so that in the case of the loading system described, an undesired vertical sagging of the horizontal loading arm part can be avoided particularly effectively. In particular, this makes it easier to carry comparatively high loads on the loading arm. When the linear chain is retracted, the two individual strands are separated from one another, which enables the retracted chain strands to be particularly mobile. The individual strands can thus be rolled up or folded in a particularly space-saving manner in the retracted and separated state. In particular, the two individual strands in the retracted state can be accommodated in separate chain cases or in separate subregions of a superordinate chain case.
Allgemein vorteilhaft kann die Schubkette im ausgefahrenen Zustand freitragend ausgebildet sein. Mit anderen Worten ist die Steifigkeit der Schubkette im ausgefahrenen Zustand wenigstens so hoch, dass sie ihr Eigengewicht tragen kann. Somit kann durch die Schubkette ein horizontal ausfahrbarer Ladearmteil gebildet werden, welcher nicht durch weitere Stützelemente abgestützt werden muss. Die Schubkette soll dann zumindest so weit „freitragend“ sein, dass ein Absacken nach horizontal unten vermieden wird.Generally advantageously, the push chain can be designed to be self-supporting in the extended state. In other words, the rigidity of the linear chain in the extended state is at least so high that it can bear its own weight. A horizontally extendable loading arm part can thus be formed by the push chain, which does not have to be supported by further support elements. The push chain should then be "self-supporting" at least enough to prevent it from sagging horizontally downwards.
Besonders vorteilhaft trägt die Schubkette dabei nicht nur ihr eigenes Gewicht, sondern auch die zusätzliche Last des Ladekabels und/oder eines Ladesteckers und weiterer optional vorhandener Elemente im Bereich des Ladekopfs. So kann beispielsweise das Ladekabel eine Masse im Bereich von etwa einigen Kilogramm aufweisen (z.B. 2 kg bis 3 kg), und die sonstigen optionalen Elemente im Bereich des Ladekopfs können je nach Ausführung eine zusätzliche Masse im Bereich von beispielsweise bis zu 50 kg aufweisen. So kann die Schubkette allgemein vorteilhaft zum Tragen einer Zusatzlast im Bereich von 2 kg bis zu 25 kg und besonders vorteilhaft sogar zum Tragen einer Zusatzlast im Bereich zwischen 2 kg und 50 kg ausgebildet sein. Die Tragfähigkeit für eine derart hohe Zusatzlast kann beispielsweise auch eine relativ hohe Kabelmasse bzw. Masse der alternativen Stromschiene ermöglichen, welche insbesondere nur mit sehr hohem Aufwand mit einem Roboterarm bewegt werden könnte. So kann insbesondere ein schnelles Gleichstrom-Laden mit Kabeln bzw. Stromschienen für eine sehr hohe Stromtragfähigkeit ermöglicht werden.Particularly advantageously, the push chain not only bears its own weight, but also the additional load of the charging cable and / or a charging plug and other optionally available elements in the area of the charging head. For example, the charging cable can have a mass in the range of about a few kilograms (e.g. 2 kg to 3 kg), and the other optional elements in the area of the charging head can have an additional mass in the range of up to 50 kg, for example, depending on the design. This is how the linear chain can in general advantageously designed to carry an additional load in the range from 2 kg to 25 kg and particularly advantageously even to carry an additional load in the range between 2 kg and 50 kg. The load-bearing capacity for such a high additional load can, for example, also enable a relatively high cable mass or mass of the alternative busbar, which, in particular, could only be moved with a robot arm with great effort. In this way, in particular, fast direct current charging with cables or busbars can be made possible for a very high current-carrying capacity.
Bei den freitragenden Ausführungsformen der Schubkette ist es allgemein vorteilhaft, wenn ein tragender Ladearmteil im Wesentlichen oder zumindest hauptsächlich durch die Schubkette gebildet wird. Hier ist also insbesondere kein zusätzliches Element zur Abstützung der Schubkette vorhanden.In the case of the self-supporting embodiments of the push chain, it is generally advantageous if a load-bearing loading arm part is essentially or at least mainly formed by the push chain. In particular, there is no additional element to support the push chain.
Gemäß einer alternativen Ausführungsvariante kann die Schubkette aber auch durch ein zusätzliches Stützelement gestützt werden. Hierzu kann die Schubkette z.B. mechanisch derart mit einem Teleskopstangensystem verbunden sein, dass sie zusammen mit diesem horizontal ausfahrbar ist. Das Teleskopstangensystem bildet dann also ein zusätzliches Stützelement aus, welches in seiner Länge variabel ist, so dass es zusammen mit der Schubkette aus- und eingefahren werden kann. Mit einem solchen zusätzlichen Stützelement kann vorteilhaft eine höhere Gesamtsteifigkeit und Tragkraft des Ladearms erreicht werden.According to an alternative embodiment variant, the push chain can also be supported by an additional support element. For this purpose, the push chain can, for example, be mechanically connected to a telescopic rod system in such a way that it can be extended horizontally with it. The telescopic rod system then forms an additional support element which is variable in length so that it can be extended and retracted together with the push chain. With such an additional support element, a higher overall rigidity and load-bearing capacity of the loading arm can advantageously be achieved.
Bei dieser Ausführungsform kann die Schubkette beispielsweise innerhalb des Teleskopstangensystem angeordnet sein. Dabei kann die Schubkette durch die Teleskoprohre vorteilhaft nach außen gekapselt sein und somit vor Umwelteinflüssen (z.B. Schmutz und/oder Korrosion) geschützt sein. Alternativ ist es aber auch möglich, dass Schubkette und Teleskopstangensystem nebeneinander (bzw. übereinander) geführt werden. In jedem Fall sollen sie aber derart mechanisch parallel angeordnet sein, dass sie eine im Wesentlichen übereinstimmende Ein- und Ausfahrrichtung aufweisen. Dabei wird durch den Antrieb der Schubkette die Bewegung des horizontalen Ladearmteils bewirkt, während das Teleskopstangensystem durch seine Steifigkeit eine zusätzliche Abstützung bewirkt.In this embodiment, the push chain can be arranged, for example, within the telescopic rod system. The push chain can advantageously be encapsulated from the outside by the telescopic tubes and thus protected from environmental influences (e.g. dirt and / or corrosion). Alternatively, it is also possible that the push chain and telescopic rod system are guided next to one another (or one above the other). In any case, however, they should be arranged mechanically in parallel in such a way that they have essentially the same direction of retraction and extension. The movement of the horizontal loading arm part is caused by the drive of the push chain, while the telescopic rod system provides additional support due to its rigidity.
Prinzipiell ist es auch möglich, dass bei einer derartigen mechanischen Parallelschaltung mehrere Schubketten und/oder mehrere Teleskopstangensysteme vorgesehen sind. So kann mit einer Mehrzahl von Schubketten insbesondere eine erhöhte Antriebsleistung für das Aus- und/oder Einfahren des horizontalen Ladearmteils erreicht werden. Alternativ oder zusätzlich kann mit einer Mehrzahl von Teleskopstangensystemen eine besonders hohe Steifigkeit erzielt werden.In principle, it is also possible that with such a mechanical parallel connection, several push chains and / or several telescopic rod systems are provided. In particular, increased drive power for extending and / or retracting the horizontal loading arm part can be achieved with a plurality of push chains. Alternatively or additionally, a particularly high rigidity can be achieved with a plurality of telescopic rod systems.
Allgemein kann das Teleskopstangensystem eine Mehrzahl von teleskopartig ineinander geführten Teleskopstangen bzw. Teleskoprohren aufweisen. Diese Stangen bzw. Rohre können allgemein beispielsweise eine rechteckige oder eine kreisförmige Querschnittsform aufweisen.In general, the telescopic rod system can have a plurality of telescopic rods or telescopic tubes guided into one another in a telescopic manner. These rods or tubes can generally have a rectangular or circular cross-sectional shape, for example.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform des Verfahrens kann dieses zusätzlich zum genannten Schritt a) ein oder mehrere der folgenden zusätzlichen Schritte aufweisen:
- b) Einstecken eines Ladesteckers des Ladesystems in eine Ladebuchse des zu ladenden Elektrofahrzeugs,
- c) Einschalten eines Ladestroms,
- d) Ausschalten des Ladestroms,
- e) Ausstecken des Ladesteckers aus der Ladebuchse
- f) Einfahren des Ladekabels mittels der Schubkette zurück zum vertikalen Teil des Ladearms.
- b) Inserting a charging plug of the charging system into a charging socket of the electric vehicle to be charged,
- c) switching on a charging current,
- d) switching off the charging current,
- e) Unplugging the charging plug from the charging socket
- f) Retraction of the charging cable by means of the push chain back to the vertical part of the loading arm.
Besonders bevorzugt werden dabei die einzelnen Schritte in der beschriebenen Reihenfolge a) bis f) durchgeführt.The individual steps are particularly preferably carried out in the order a) to f) described.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand einiger bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die angehängten Zeichnungen beschrieben, in denen:
-
1 eine Darstellung eines Ladesystems nach einem ersten Ausführungsbeispiel in schematischer Aufsicht zeigt, -
2 das Ladesystem der1 in schematischer Längsansicht zeigt, -
3 das Ladesystem der1 und2 in schematischem Querschnitt zeigt, -
4 eine Detailansicht eines Ladesystems nach einem zweiten Ausführungsbeispiel in schematischem Querschnitt zeigt, -
5 eine Darstellung des Ladesystems der4 mit eingefahrener Schubkette zeigt, -
6 eine Detailansicht für ein Ausführungsbeispiel einer Schubkette zeigt und -
7 ein weiteres Beispiel einer Schubkette zeigt, welche innerhalb eines Teleskopstangensystems geführt ist.
-
1 shows a representation of a charging system according to a first embodiment in a schematic plan view, -
2 the charging system of the1 shows in a schematic longitudinal view, -
3 the charging system of the1 and2 shows in schematic cross section, -
4th shows a detailed view of a charging system according to a second embodiment in a schematic cross section, -
5 a representation of the charging system of4th shows with retracted linear chain -
6th shows a detailed view of an embodiment of a push chain and -
7th shows another example of a push chain which is guided within a telescopic rod system.
In den Figuren sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen.Identical or functionally identical elements are provided with the same reference symbols in the figures.
So zeigt
Das Ladesystem weist in diesem Beispiel zwei Ladeeinrichtungen
Das Fahrzeug
Als wesentliche Komponente weist hier jedes der Ladeeinrichtungen
Der jeweilige vertikale Ladearmteil
In den
Die vertikale Höhe (also die z-Position) des Ladekopfes
Die y-Position des Ladekopfes
Bei dem Ausführungsbeispiel der
In den
Wie in
Der Ladekopf trägt weiterhin ein fahrzeugseitiges Ende
Bei einer selbstversteifenden Ausführung der Schubkette
Die Schubkette
Das Aus- und Einfahren der Schubkette
Im Unterschied zu den Beispielen der
Dieses Teleskopstangensystem
BezugszeichenlisteList of reference symbols
- 11
- LadesystemCharging system
- 1a1a
- erste Ladeeinrichtungfirst charging device
- 1b1b
- zweite Ladeeinrichtungsecond charging device
- 22
- QuerverbindungCross connection
- 33
- FahrzeugbereichVehicle area
- 55
- ElektrofahrzeugElectric vehicle
- 5a5a
- LadebuchseCharging socket
- 66th
- FahrzeugseiteVehicle side
- 77th
- SicherheitsabstandSafety distance
- 88th
- Bodenfloor
- 1111
- LadesäuleCharging station
- 1313th
- vertikaler Ladearmteilvertical loading arm
- 1515th
- SchienensystemRail system
- 2121
- horizontaler Ladearmteilhorizontal loading arm
- 21a21a
- fahrzeugseitiges Ende des horizontalen Ladearmteilsvehicle-side end of the horizontal loading arm part
- 2222nd
- LadekopfLoading head
- 2323
- Ladearmsockel auf SchienensystemLoading arm base on rail system
- 2525th
- LadekabelCharging cable
- 25a25a
- fahrzeugseitiges Ende des Ladekabelsend of the charging cable on the vehicle side
- 2727
- LadesteckerCharging plug
- 3131
- SchubketteLinear chain
- 3333
- KettenkastenChain case
- 3434
- KettenantriebChain drive
- 3535
- EndstückEnd piece
- 4141
- KettengliedChain link
- 4242
- KettenstrangChain strand
- 42a42a
- erster Kettenstrangfirst chain strand
- 42b42b
- zweiter Kettenstrangsecond chain strand
- 4444
- DrehelementRotary element
- 4545
- DrehachseAxis of rotation
- 5050
- TeleskopstangensystemTelescopic pole system
- 5151
- TeleskoprohreTelescopic tubes
- ΔsΔs
- AusfahrwegExit path
- FgFg
- SchwerkraftGravity
- FsFs
- SchubkraftThrust
- FzVehicle
- Zugkrafttraction
- hH
- Höhe des LadearmsHeight of the loading arm
- 11
- Länge der ausgefahrenen SchubketteLength of the extended linear chain
- xx
- horizontale Längsrichtunghorizontal longitudinal direction
- yy
- horizontale Querrichtunghorizontal transverse direction
- zz
- vertikale Raumrichtungvertical spatial direction
Claims (15)
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102020202537.1A DE102020202537A1 (en) | 2020-02-27 | 2020-02-27 | Charging system and method for charging an electric vehicle |
PCT/EP2021/052736 WO2021170370A1 (en) | 2020-02-27 | 2021-02-05 | Charging system and method for charging an electric vehicle |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102020202537.1A DE102020202537A1 (en) | 2020-02-27 | 2020-02-27 | Charging system and method for charging an electric vehicle |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102020202537A1 true DE102020202537A1 (en) | 2021-09-02 |
Family
ID=74701460
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE102020202537.1A Pending DE102020202537A1 (en) | 2020-02-27 | 2020-02-27 | Charging system and method for charging an electric vehicle |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE102020202537A1 (en) |
WO (1) | WO2021170370A1 (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102021114047A1 (en) | 2021-05-31 | 2022-12-01 | Ford Global Technologies Llc | Charging equipment for an electric vehicle |
DE102021125024A1 (en) | 2021-09-28 | 2023-03-30 | Stemmann-Technik Gmbh | Power transmission system for a ship |
WO2024036349A1 (en) * | 2022-08-16 | 2024-02-22 | Alveri Gmbh | Device for autonomously charging electric vehicles, comprising a guide rail and a guide block arranged so as to be displaceable on the guide rail |
WO2024067907A1 (en) * | 2022-09-29 | 2024-04-04 | Schaeffler Technologies AG & Co. KG | Energy supply device and linear system comprising an energy supply device |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114407703B (en) * | 2021-12-14 | 2024-02-02 | 天津三源电力信息技术股份有限公司 | Self-service charging pile based on vehicle identity recognition |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0614408A (en) * | 1992-06-19 | 1994-01-21 | Toyota Autom Loom Works Ltd | Charger for electric motor vehicle |
EP1484465B1 (en) * | 2003-06-06 | 2017-10-04 | WindowMaster A/S | Linear actuator with drive chains connectable by interlocking engagement members |
DE202004006624U1 (en) * | 2004-04-26 | 2005-08-04 | Motus Engineering Gmbh & Co. Kg | Self-stiffening roll-up push chain |
US9266440B2 (en) * | 2011-09-26 | 2016-02-23 | GM Global Technology Operations LLC | Robotically operated vehicle charging station |
DE202016105840U1 (en) * | 2016-10-18 | 2017-11-23 | Igus Gmbh | High-speed lifting device with supply line and energy supply chain for this purpose |
DE102017119930A1 (en) * | 2017-06-09 | 2018-12-13 | Man Truck & Bus Ag | Charger for electric vehicles |
-
2020
- 2020-02-27 DE DE102020202537.1A patent/DE102020202537A1/en active Pending
-
2021
- 2021-02-05 WO PCT/EP2021/052736 patent/WO2021170370A1/en active Application Filing
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102021114047A1 (en) | 2021-05-31 | 2022-12-01 | Ford Global Technologies Llc | Charging equipment for an electric vehicle |
DE102021125024A1 (en) | 2021-09-28 | 2023-03-30 | Stemmann-Technik Gmbh | Power transmission system for a ship |
DE102021125024B4 (en) | 2021-09-28 | 2023-07-20 | Stemmann-Technik Gmbh | Power transmission system for a ship |
WO2024036349A1 (en) * | 2022-08-16 | 2024-02-22 | Alveri Gmbh | Device for autonomously charging electric vehicles, comprising a guide rail and a guide block arranged so as to be displaceable on the guide rail |
WO2024067907A1 (en) * | 2022-09-29 | 2024-04-04 | Schaeffler Technologies AG & Co. KG | Energy supply device and linear system comprising an energy supply device |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2021170370A1 (en) | 2021-09-02 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE102020202537A1 (en) | Charging system and method for charging an electric vehicle | |
EP3092147B1 (en) | Electric charging device, electric connection device, system and method for charging a vehicle battery | |
EP3119636B1 (en) | Current-collector system having a telescopic arm for cranes, container cranes, ertgs, and conveying devices | |
EP3271208B2 (en) | Data transmission device and device for conductive transmission of electrical energy | |
DE19641254A1 (en) | Electric powered commercial vehicle | |
EP3853061B1 (en) | Charging station for electric vehicles | |
DE3909937C2 (en) | Electrically movable awning for a passenger transport vehicle, especially a bus | |
DE102014213831A1 (en) | Charging device for an electrically rechargeable vehicle | |
DE102012023332A1 (en) | Charging cable-stowage unit for motor vehicle, has deflection roller in area of end of installation space, where deflection roller is rotated about axis, and charging cable is guided over deflection roller in bow or loop | |
EP3711138B1 (en) | Charging station for electric vehicles | |
DE10006427C2 (en) | Movement system for power switching device | |
DE60201191T2 (en) | POWER SUPPLY FOR ENGINE-DRIVEN AWNING OR THE SIMILAR | |
EP2789561A1 (en) | Lift | |
WO2021170369A1 (en) | Charging system and method for autonomous charging of an electric vehicle | |
EP4017757A1 (en) | Charging robot and charging apparatus for charging an electrical energy store of a vehicle, and vehicle, the electrical energy store of which can be charged with such a charging apparatus | |
DE102019211533B4 (en) | Distribution station and method for operating a distribution station for automated production of a cable harness | |
DE102019214662A1 (en) | Charging station for an energy storage device on the vehicle | |
EP3084903B1 (en) | Framework for an electrical cabinet with pivotable holders for distribution busbars and manufacturing method for a cabinet | |
WO2023072365A1 (en) | Positioning unit for a charging station, and method for establishing contact | |
DE4241158C1 (en) | Parking pallet for motor vehicles - moves horizontally or vertically in parking system, and comprises rectangular base plate on underside of which several roller components are located | |
DE102007036225B4 (en) | Drive device for a mobile device and such a drive device containing mobile device in particular accumulator-operated, independently movable dust collection robot | |
DE102010010627A1 (en) | Door assembly for motor vehicle i.e. motor car, has clamping apparatus arranged opposite to lateral supporting case and fixed to stepwise locked extension bar which is stepwise withdrawable from pipe of frame | |
DE102020202968A1 (en) | Charging cable | |
DE102017000389A1 (en) | Crane boom, crane with such a crane boom and method for attaching a guy support to such a crane boom | |
EP3472088B1 (en) | Cable guiding device, power supply system and method for connecting an energy cable with the connecting device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R012 | Request for examination validly filed | ||
R016 | Response to examination communication |