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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Aufladen eines elektrochemischen Speichers eines Elektrofahrzeugs nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 der Erfindung.
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Elektromobilität ist insbesondere im Hinblick auf den Klimaschutz derzeit ein wichtiges Thema. Die für Elektrofahrzeuge erforderliche Ladeinfrastruktur spielt bei der Durchsetzung der Elektromobilität eine bedeutende Rolle. Die Ladeinfrastruktur umfasst Ladestationen, die beispielsweise eine oder mehrere relativ große Ladesäulen aufweisen. Besagte Ladesäulen erfordern erheblichen Bauraum, der insbesondere in Innenstädten nicht oder nicht ausreichend zur Verfügung steht, und beeinträchtigen überdies das Stadtbild.
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Um diesem nachteiligen Umstand zu begegnen ist es bekannt, bereits in Innenstädten zur Verfügung stehende Straßenlampen zu Ladepunkten umzurüsten derart, dass an denselben ein als Steckdose ausgebildeter elektrischer Steckverbinder zur Verfügung steht, der mit einem Gegensteckverbinder (Stecker) eines Ladekabels korrespondiert. Darüber hinaus sind bereits relativ klein dimensionierte Ladesteckdosen bekannt, die in der Nähe eines eine Fahrbahn begrenzenden Bordsteines, an demselben oder an einem Begrenzungspfahl am Straßenrand montiert sind. Die Steckdosen sind mit einer Ladeinfrastruktur abseits derselben elektrisch verbunden, welche den Ladestrom zur Verfügung stellt. Auch diesen Lösungen zur Bereitstellung von Ladepunkten ist gemein, dass diese insbesondere aufgrund der Vielzahl derselben das Stadtbild beeinträchtigen.
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Es besteht der Bedarf, eine Vielzahl Ladepunkte zur Verfügung zu stellen, welche zumindest im Nichtgebrauch derselben weitestgehend nicht sichtbar sind, d.h., sich in das herkömmliche Stadtbild unbemerkbar einfügen.
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So ist aus der
DE 10 2016 112 613 A1 eine Ladestation für Elektrofahrzeuge bekannt, welche ein mit einem Deckel verschließbares sogenanntes Unterflurgehäuse aufweist. Im Ruhezustand der Ladestation ist in dem Unterflurgehäuse ein elektrischer Verbinder angeordnet, welcher mit einem Ladekabel verbunden ist oder zum zeitweisen Anschließen eines Ladekabels vorgesehen ist. Das Unterflurgehäuse umfasst einen topfartigen Teil, der derart im Untergrund eingesetzt ist, dass der Deckel fluchtend mit einem Belag, wie einem Gehweg, angeordnet ist. Beim Ladevorgang ist das Ladekabel durch eine dichtende Durchführung des geschlossenen Deckels hindurch aus dem Unterflurgehäuse herausgeführt. Die Ladestation weist eine Sicherheitseinrichtung auf, die beispielsweise mit einer Ladesteuervorrichtung gekoppelt ist und nur bei geschlossenem Deckel Stromfluss freigibt. Darüber hinaus weist die Ladestation ein Schließsystem auf, welches ein unbefugtes Öffnen des Unterflurgehäuses verhindert. Das Schließsystem kann durch ein Schloss, welches mittels eines Schlüssels geschlossen wird, oder durch ein elektronisches Schließsystem, welches mittels einer Chipkarte, über Sender und Empfänger aktiviert wird, gebildet sein.
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Aus der
DE 10 2017 008 343 A1 ist des Weiteren ein System zum induktiven Laden eines Elektrofahrzeugs bekannt, welches einen mit einem Deckel verschließbaren Behälter und eine in oder an einer Behälterwand des Behälters angeordnete Induktionsvorrichtung umfasst. Die Induktionsvorrichtung ist mit einem Stromnetz elektrisch verbunden. Der Behälter samt Induktionsvorrichtung kann eine Fahrbahnoberfläche gegebenenfalls ergänzt durch eine Bordsteinkante ausbilden, indem der Behälter in eine vorab in der Fahrbahn ausgehobene Grube eingesetzt ist. Ferner kann dem Behälter zusätzlich ein Ausstattungsmittel in Form eines Ladeanschlusses mit einem elektrischen Steckverbinder aufweisen.
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Aus der
DE 10 2004 048 226 A1 ist ein System zum Aufladen von Speicherelementen für Elektroenergie an Fahrzeugen bekannt, welches zwei Kontaktelemente umfasst, die jeweils getrennt elektrisch leitend mit einer Ladestation verbunden sind und elektrisch isoliert an einem Fahrbahnbegrenzungselement, hier auch als Bordstein bezeichnet, angeordnet sind. Die Kontaktelemente sind von außen über entsprechende Kontaktelemente eines Ladestempelsystems von Fahrzeugen zugänglich und können so untereinander elektrisch leitend miteinander verbunden werden. Die Kontaktelemente des Bordsteins sind derart tief in nutenförmigen Vertiefungen desselben angeordnet, dass ein versehentlicher Kurzschluss der Kontaktelemente mittels eines elektrisch leitenden Elements und/oder Regenwasser oder dergleichen verhindert ist. Bei der Herstellung des Fahrbahnbegrenzungselements bzw. Bordsteins aus üblicherweise Beton sind die Kontaktelemente in denselben integriert. Alternativ kann das Fahrbahnbegrenzungselement bzw. der Bordstein auch vorbereite Kanäle zur Installation der Kontaktelemente einschließlich der elektrischen Zuführungen aufweisen.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine im Hinblick auf den Stand der Technik alternative Vorrichtung zum elektrischen Aufladen eines elektrochemischen Speichers eines Elektrofahrzeugs zu schaffen, welche ohne Beeinträchtigung des Stadtbildes einen einfachen und komfortablen Ladevorgang ermöglicht.
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Ausgehend von einer Vorrichtung zum Aufladen eines elektrochemischen Speichers eines Elektrofahrzeugs, mit einer Ladesäule, welche zumindest einen elektrischen Steckverbinder zur elektrischen Verbindung der Ladesäule mit einem korrespondierenden Gensteckverbinder eines die elektrische Verbindung zwischen der Ladesäule und dem Elektrofahrzeug bewirkenden Ladekabels aufweist, wird die gestellte Aufgabe dadurch gelöst, dass die Ladesäule in einen Bordstein integriert ist, welcher zur Begrenzung einer Fahrbahn des Elektrofahrzeugs vorgesehen ist, und dass die Ladesäule im Hinblick auf den Bordstein derart verstellbar ausgebildet ist, dass diese in einer Nichtgebrauchsstellung in einer Durchgangsöffnung oder Ausnehmung des Bordsteins versenkt angeordnet ist und in einer Gebrauchsstellung über den Bordstein hinausragt.
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Vorteilhaft bietet eine derartige Vorrichtung platzsparende und kostengünstige Ladepunkte zum elektrischen Aufladen eines elektrochemischen Speichers eines Elektrofahrzeugs. Der mit einer Ladesäule ausgebildete oder ausgestattete Bordsteine ist in einer jeden, Bordsteine aufweisenden Straße integrierbar, ohne dass dieselbe in ihrer optischen Wahrnehmung bzw. das Stadtbild beeinträchtigt sind.
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Die Unteransprüche beschreiben bevorzugte Weiterbildungen oder Ausgestaltungen der Erfindung.
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Um die Ladesäule, insbesondere deren Steckverbinder an aktuell zu verzeichnende Gegebenheiten anpassen zu können, kann die Durchgangsöffnung oder Ausnehmung vertikal, horizontal oder schräg nach oben verlaufen.
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Um die Ladesäule in ihrer Nichtgebrauchsstellung vor Verschmutzung und Nässe zu schützen, bildet diese vorteilhaft ein Verschlusselement für die Durchgangsöffnung oder Ausnehmung des Bordsteins aus.
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Alternativ kann der Durchgangsöffnung oder Ausnehmung des Bordsteins ein dieselbe in der Nichtgebrauchsstellung der Ladesäule verschließendes Deckelelement zugeordnet sein.
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Vorteilhaft kann die Ladesäule manuell und/oder elektromotorisch verstellbar sein, wobei im letzteren Fall der Ladevorgang für den Nutzer weiter vereinfacht ist.
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Was die manuelle Verstellung der Ladesäule anbelangt, kann diese einen an sich bekannten Push-Push-Mechanismus aufweisen, der vorteilhaft das Ausfahren derselben in die Gebrauchsstellung bewirkt.
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Um die Ladesäule vor unbeabsichtigter und/oder unberechtigter Überführung derselben in ihre Gebrauchsstellung, insbesondere auch vor Vandalismus zu schützen, ist derselben vorteilhaft ein Sicherungsmittel zum Sichern der Ladesäule zugeordnet.
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Das Sicherungsmittel kann mechanischer, elektrischer, elektro-mechanischer und/oder elektronischer Art sein.
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Wie die Erfindung weiter vorsieht, ist die Ladesäule mit einer Ladeinfrastruktur verbunden, welche insbesondere den Ladestrom bereit stellt.
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Bevorzugt ist die Ladeinfrastruktur vom Bordsteinsamt samt Ladesäule separiert angeordnet, wodurch der Platzbedarf für die Vorrichtung zum Aufladen minimiert ist.
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Nachstehend wird die Erfindung anhand eines in den Zeichnungen schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Sie ist jedoch nicht auf dieses beschränkt, sondern erfasst alle durch die Patentansprüche definierten Ausgestaltungen. Es zeigen:
- 1 äußerst schematisch eine Einzeldarstellung der Vorrichtung zum Aufladen eines elektrochemischen Speichers eines Elektrofahrzeugs, mit einem Bordstein und einer in demselben integrierten, verstellbaren Ladesäule in einer Nichtgebrauchsstellung derselben, und
- 2. die Vorrichtung nach 1 mit der Ladesäule in einer Gebrauchsstellung derselben.
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1 zeigt äußerst schematisch die Vorrichtung 1 zum Aufladen eines nicht zeichnerisch dargestellten elektrochemischen Speichers eines in 2 dargestellten Elektrofahrzeugs 2. Die Vorrichtung 1 umfasst eine Ladesäule 3, die einen Steckverbinder 4, vorliegend in Form einer Buchse, zur elektrischen Verbindung 5 der Ladesäule 3 mit einem nicht zeichnerisch dargestellten korrespondierenden Gegensteckverbinder respektive einem Steckerteil eines an sich bekannten, nicht zeichnerisch dargestellten Ladekabels aufweist. Das Ladekabel wird im Allgemeinen im Elektrofahrzeug 2 mitgeführt oder ist integraler Bestandteil des Elektrofahrzeugs 2.
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Wie der 1 weiter zu entnehmen ist, ist die Ladesäule 3 in einen Bordstein 6 integriert. Der Bordstein 6 begrenzt bekanntermaßen eine Fahrbahn zu beispielsweise einem benachbarten Fußweg hin (nicht zeichnerisch dargestellt).
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Die Ladesäule 3 ist vorliegend in einer Durchgangsöffnung 7 des Bordsteins 6 angeordnet. Überwiegend besteht ein Bordstein 6 aus einem Beton, so dass die Durchgangsöffnung 7 mit einfachen Mitteln bei der Herstellung des Bordsteins 6 in demselben ausbildbar ist. Statt einer Durchgangsöffnung 7 kann auch nur eine Ausnehmung (Sackloch) im Bordstein 6 zur Aufnahme der Ladesäule 3 vorgesehen sein (nicht zeichnerisch dargestellt). Darüber hinaus beschränkt sich die Erfindung nicht auf einen Bordstein 6 aus Beton, sondern erfasst auch Bordsteine 6 aus jedwedem geeigneten Material. So kann der Bordstein 6 auch aus einem Naturstein bestehen, wobei in diesem Fall die Ausbildung der Durchgangsöffnung 7 bzw. der Ausnehmung erschwert ist und mit relativ hohen Kosten einhergeht. Alternativ kann der Bordstein 6 auch aus einem geeigneten, an sich bekannten Kunststoff oder Verbundwerkstoff, beispielsweise faserverstärkten Kunststoff, bestehen.
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Die Durchgangsöffnung 7 verläuft gemäß diesem Ausführungsbeispiel in vertikaler Richtung. Alternativ kann die Durchgangsöffnung 7 auch horizontal oder schräg nach oben verlaufen (nicht zeichnerisch dargestellt).
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Die Ladesäule 3 ist innerhalb und längs der Durchgangsöffnung 7 verstellbar, d.h., längs derselben von einer Nichtgebrauchsstellung 8 in eine Gebrauchsstellung 9 und zurück verstellbar ausgebildet. In der besagten Nichtgebrauchsstellung 8 ist die Ladesäule 3 in der Durchgangsöffnung 7 versenkt angeordnet, vorzugweise derart, dass eine obere Stirnwand 10 der Ladesäule 3 mit der Oberfläche 11 des Bordsteins 6 fluchtet (vgl. 1).
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Die obere Stirnwand 10 bildet bevorzugt in Kombination mit nicht zeichnerisch dargestellten, an sich bekannten Dichtungselementen, wie beispielsweise Lippendichtungen, ein Verschlusselement aus, um die innerhalb des Bordsteins 6 angeordnete Ladesäule 3 vor Wetterunbilden, insbesondere vor Verschmutzung und Feuchtigkeit zu schützen. Alternativ kann der Durchgangsöffnung 7 auch ein dieselbe in der Nichtgebrauchsstellung 8 der Ladesäule 3 verschließendes Deckelelement zugeordnet sein, welches schwenkbar oder linear verschiebbar ausgebildet ist.
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In der Gebrauchsstellung 9 ragt die Ladesäule 3 über den Bordstein 6 hinaus (vgl. 2). In einer Seitenwand 12 der Ladesäule 3 ist der Steckverbinder 4, vorliegend in Form der Buchse, angeordnet. In der Nichtgebrauchsstellung 8 der Ladesäule 3 ist der Steckverbinder 4 vor Wetterunbilden geschützt innerhalb der Durchgangsöffnung 7 des Bordsteins 6 angeordnet (vgl. 1). In der Gebrauchsstellung 9 der Ladesäule 3 ist der Steckverbinder 4 oberhalb des Bordsteins 6 angeordnet und demnach für einen Nutzer der Vorrichtung 1 zugänglich (vgl. 2).
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Zur Verstellung der Ladesäule 3 können unterschiedliche an sich bekannte Mittel zum Einsatz kommen. Bevorzugt jedoch ist die Ladesäule 3 manuell und/oder elektromotorisch verstellbar. Weiter bevorzugt ist hierzu die Ladesäule 3 in einem nicht zeichnerisch dargestellten Ladesäulenführungselement verschiebbar gelagert. Das Ladesäulenführungselement kann gehäuseartig ausgebildet und mit Führungsschienen für die Ladesäule 3 ausgestattet sein. Das Ladesäulenführungselement kann zumindest teilweise in der Durchgangsöffnung 7 des Bordsteins 6 oder unterhalb des Bordsteins 6 angeordnet sein.
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Was die manuelle Verstellung der Ladesäule 3 anbelangt, kann diese beispielsweise einen an sich bekannten Push-Push-Mechanismus aufweisen, der vorteilhaft das Ausfahren derselben von der Nichtgebrauchsstellung 8 in die Gebrauchsstellung 9 bewirkt. Unter einem Push-Push-Mechanismus wird dabei ein an sich bekannter Mechanismus zur Verriegelung einer Zuhaltung verstanden, welche Zuhaltung durch Ausübung einer Kraft entgegen der Wirkrichtung der Kraft einer vorgespannten Zuhaltungsfeder bei einer ersten Kraftausübung respektive Betätigung in eine schließende Raststellung (Fixierung) und nach einer weiteren Kraftausübung respektive Betätigung in gleicher Richtung in eine offene Raststellung (Lösen der Fixierung) gedrückt ist. Das Zurückführen der Ladesäule in ihre Nichtgebrauchsstellung 7 wird demnach rein manuell durchgeführt.
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Bevorzugt jedoch ist vorgesehen, dass die Ladesäule 3 mittels eines nicht zeichnerisch dargestellten Elektromotors von der Nichtgebrauchsstellung 8 in die Gebrauchsstellung 9 und zurück verstellt respektive verfahren wird. Hierzu verfügt die Ladesäule 3 auf ihrer oberen Stirnwand 10 über einen Schalter 13, beispielsweise Fußschalter, um die Aus- bzw. Einfahrbewegung der Ladesäule 3 zu aktivieren.
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Um eine unbeabsichtigte Überführung der Ladesäule 3 von ihrer Nichtgebrauchsstellung 8 in die Gebrauchsstellung 9, insbesondere Betätigung des Schalters 13 zu verhindern, kann ein nicht zeichnerisch dargestelltes Sicherungsmittel vorgesehen sein. Das Sicherungsmittel kann mechanischer, elektrischer, elektro-mechanischer und/oder elektronischer Art sein.
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Dieses Sicherungsmittel kann z. B. durch eine Sicherheitsklappe gebildet sein, welche sich vorzugsweise parallel zur oberen Stirnwand 10 der Ladesäule 3 verschieben lässt, um den Schalter 13 freizugeben. Alternativ oder in Kombination mit dieser Maßnahme kann beispielsweise auch vorgesehen sein, dass das Sicherungsmittel durch eine elektronische Steuerung der Ladesäule 3 derart gebildet ist, dass das Ausfahren der Ladesäule 3 erst nach zwei- oder mehrmaligem Drücken des Schalters 13 und/oder nach einer elektronischen Identifikation eines Nutzers bewirkt wird, so dass bei zufälliger Betätigung, beispielsweise Betreten, oder unberechtigter Betätigung des Schalters 13 das Ausfahren der Ladesäule 3 unterbleibt.
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Wie insbesondere der 1 weiter zu entnehmen ist, ist die Ladesäule 3 mit einer Ladeinfrastruktur 14 elektrisch verbunden, welche primär den Ladestrom bereit stellt. Bevorzugt ist die Ladeinfrastruktur 14 vom Bordstein 6 samt Ladesäule 3 separiert angeordnet, wodurch der Platzbedarf für die in Rede stehende Vorrichtung 1 zum Aufladen vorteilhaft minimiert ist.
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Die 1 und 2 zeigen hierzu äußerst schematisch die elektrische Verbindung 15 zwischen der Ladeinfrastruktur 14 und der Ladesäule 3. Die elektrische Verbindung 5 zwischen der Ladesäule 3 und dem Elektrofahrzeug 2 ist wie bereits oben ausgeführt mittels eines/des Ladekabels bewirkt.
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Besonders vorteilhaft lässt sich die Vorrichtung 1 zum Laden in Kombination mit einem sogenannten „intelligenten Ladekabel“, auch als „SmartCable“ bezeichnet, einsetzen. Das besagte „SmartCable“ verfügt über einen mobilen Stromzähler und eine Mobilfunkkommunikation. Das „SmartCable“ kann derart eingerichtet sein, dass dieses automatisch einen Ladevorgang freigibt, die Verbrauchsdaten fahrzeuggenau erfasst und diese an ein digitales Kundenportal sendet, über das schließlich der Bezahlvorgang abgewickelt wird.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Vorrichtung zum Aufladen
- 2
- Elektrofahrzeug
- 3
- Ladesäule
- 4
- Steckverbinder
- 5
- elektrische Verbindung
- 6
- Bordstein
- 7
- Durchgangsöffnung
- 8
- Nichtgebrauchsstellung
- 9
- Gebrauchsstellung
- 10
- Stirnwand (Ladesäule 3)
- 11
- Oberfläche (Bordstein 5)
- 12
- Seitenwand (Ladesäule 3)
- 13
- Schalter
- 14
- Ladeinfrastruktur
- 15
- elektrische Verbindung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102016112613 A1 [0005]
- DE 102017008343 A1 [0006]
- DE 102004048226 A1 [0007]
