DE102020210909A1

DE102020210909A1 - Ladestation, Ladevorrichtung mit einer Ladestation sowie Elektrofahrzeug

Info

Publication number: DE102020210909A1
Application number: DE102020210909.5A
Authority: DE
Inventors: Eva-Maria KLEINEMAS; Frank PETERSHAGEN; Ulrich Düsterhaus
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2020-08-28
Filing date: 2020-08-28
Publication date: 2022-03-03

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Ladestation (1) für eine Ladevorrichtung (2) zum Laden eines Traktionsakkumulators (4) eines Elektrofahrzeugs (3), mit einer Vielzahl von Akkufächern (6), die jeweils mit dem Traktionsakkumulator (4) des Elektrofahrzeugs (3) korrespondieren, sodass der Traktionsakkumulator (4) zum Laden desselben aus dem Elektrofahrzeug (3) entnehmbar und in eines der Akkufächer (6) einsetzbar ist, sowie mit einem von den Akkufächern (6) unterschiedlichen Ladeanschlusselement (7), das mit einem Ladeanschlusselement (8) des Elektrofahrzeugs (3) korrespondiert, sodass das Elektrofahrzeug (3) und die Ladestation (4) über die Ladeanschlusselemente (7, 8) zum Laden des Traktionsakkumulators (4) aneinander anschließbar sind. Ferner sind eine Ladevorrichtung (2) und ein Elektrofahrzeug (3), insbesondere ein Elektrotretroller (E-Scooter) bereitgestellt.

Description

Gemäß Patentanspruch 1 betrifft die Erfindung eine Ladestation für eine Ladevorrichtung zum Laden eines Traktionsakkumulators eines Elektrofahrzeugs. Gemäß Patentanspruch 7 betrifft die Erfindung eine Ladevorrichtung, die eine solche Ladestation aufweist. Schließlich betrifft die Erfindung ein Elektrofahrzeug, insbesondere Elektrokleinstfahrzeug, dem mittels der Ladevorrichtung bzw. Ladestation elektrische Antriebsenergie bereitstellbar ist.
Heutzutage liegt ein immer größer werdender Bedarf von Individualmobilität vor, insbesondere in urbanen Bereichen, etwa Großstädten. Dies ist beispielsweise daran erkennbar, dass immer mehr Fahrzeug-Sharing-Konzepte Einzug in ein jeweiliges Stadtbild halten. Doch Fahrzeug-Sharing-Konzepte, die auf herkömmlich ausgebildete Personenkraftwagen als Transportmittel setzen, führen, insbesondere in Großstädten, nicht oder nur unzureichend zu einer Entlastung der Verkehrsinfrastruktur. Eher ist heutzutage die Verkehrsinfrastruktur von Großstädten durch kleinere Mietfahrzeuge entlastbar, etwa Fahrräder, Elektrofahrräder, Tretroller, Elektrotretroller, Segways etc. Im Zusammenhang mit dem derzeit üblichen Free-Floating-Sharing-Betrieb von solchen kleinen Mietfahrzeugen ergeben sich aber neue Probleme. Zum einen fehlt für diese elektrisch antreibbaren kleineren Mietfahrzeuge eine zweckmäßige Ladeinfrastruktur, sodass es heutzutage üblich ist, dass Mitarbeiter eines entsprechenden Mobilitätsanbieters, insbesondere des Nachts, mit Kraftfahrzeugen, insbesondere Lastkraftwagen, in einem Geschäftsgebiet des Mobilitätsanbieters umherfahren, um zu ladende oder beschädigte Mietfahrzeuge des Mobilitätsanbieters aufzunehmen und durch funktionsfähige Mietfahrzeuge des Mobilitätsanbieters zu ersetzen. Des Weiteren werden die Mietfahrzeuge des Mobilitätsanbieters aufgrund des Free-Floating-Konzepts, bei welchem ohne feste Abstellpunkte die Mietfahrzeuge innerhalb des Geschäftsgebiets abgestellt werden dürfen, von Nutzern oftmals regelwidrig, rücksichtslos und/oder besonders platzverschwendend abgestellt. Hieraus kann sich eine Unfallgefahr für andere Verkehrsteilnehmer ergeben, zumindest aber schadet ein ungeordnetes bzw. chaotisches Abstellen der Mietfahrzeuge des Mobilitätsanbieters einem Ansehen der entsprechenden Stadt sowie einem Ansehen und/oder einer Akzeptanz des entsprechenden Mobilitätsanbieters.
Durch das ungeordnete bzw. chaotische Abstellen der Mietfahrzeuge des entsprechenden Mobilitätsanbieters und/oder durch das wiederholte (nächtliche) Verladen der Mietfahrzeuge ergibt sich des Weiteren, dass eine zu erwartende Lebensdauer von solchen herkömmlichen Mietfahrzeugen des Mobilitätsanbieters heutzutage besonders gering ist, etwa zwölf Monate. Das bedeutet, dass das jeweilige Mietfahrzeug des Mobilitätsanbieters bereits nach zwölf Monaten verschlissen ist, sodass es durch ein neues Mietfahrzeug zu ersetzen ist. Aufgrund dieser Aspekte ist eine Ökobilanz von herkömmlichen Free-Floating-Sharing-Konzepten, insbesondere von Elektrokleinfahrzeugen nicht ideal und infolgedessen verbesserungswürdig.
Die WO 2020/070353 A1 offenbart eine urbane (öffentliche bzw. kommunale) Sitzbank zum Laden und Parken von Elektrofahrzeugen. Diese Sitzbank weist eine Vielzahl von Kabinen auf, wobei in die jeweilige Kabine ein Elektrofahrzeug parkbar ist, welches dann in der Kabine elektrisch ladbar ist. Solange ein Elektrofahrzeug in einer der Kabinen der Sitzbank angeordnet ist, um dort geladen oder wiederaufgeladen zu werden, steht dieses nicht für einen Fahrbetrieb zur Verfügung, sondern ist zwangsläufig einer besonders ungünstigen Nichtnutzungszeit bzw. Stillstandszeit unterworfen.
Die CN 209199247 U offenbart einen Batterieladeschrank, welcher eine Vielzahl von Batteriefächern aufweist, wobei die Batteriefächer jeweils mit entsprechenden Batterien bzw. Akkumulatoren korrespondieren, sodass - wenn eine Batterie in dem entsprechenden Fach angeordnet ist - die Batterie in dem Batteriefach elektrisch geladen wird. Ein Nutzer des Batterieladeschranks kann, um ein elektrisches Motorroad mit elektrischer Antriebsenergie zu versorgen, eine der Batterien aus dem Batterieladeschrank ausleihen und in das elektrische Motorrad einsetzen. Jedoch besteht hierbei weiterhin die Möglichkeit, die elektrischen Motorräder ungeordnet bzw. chaotisch und/oder beliebig weit weg von dem Batterieladeschrank abzustellen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen besonders effizienten bzw. flexiblen und insbesondere umweltfreundlichen Betrieb von Elektrofahrzeugen bereitzustellen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Ladestation mit den in Patentanspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Des Weiteren wird diese Aufgabe durch eine Ladevorrichtung mit den in Patentanspruch 7 angegebenen Merkmalen gelöst sowie durch ein Elektrofahrzeug mit den in Patentanspruch 8 angegebenen Merkmalen.
Merkmale, Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Ladestation sind als Merkmale, Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Ladevorrichtung anzusehen und umgekehrt. Merkmale, Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Ladestation bzw. der erfindungsgemäßen Ladevorrichtung sind als Merkmale, Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Elektrofahrzeugs anzusehen und umgekehrt.
Erfindungsgemäß ist eine Ladestation für eine Ladevorrichtung, die auch Ladehub genannt werden kann, vorgeschlagen, wobei die Ladestation bzw. die Ladevorrichtung zum Laden eines Traktionsakkumulators eines Elektrofahrzeugs ausgebildet ist. Bei dem Elektrofahrzeug handelt es sich insbesondere um ein Elektrokleinstfahrzeug, das heißt um ein Kraftfahrzeug, das eine elektrische Antriebseinheit umfasst, mittels derer das Elektrokleinstfahrzeug bauartbedingt eine maximale Fahrgeschwindigkeit von mindestens 6 km/h (Kilometer pro Stunde) bis höchstens 20 km/h erreicht. Des Weiteren weist das Elektrokleinstfahrzeug (gemessen ohne Fahrer) eine maximale Fahrzeugmasse von 55 kg (Kilogramm) auf. Das Elektrokleinstfahrzeug ist entweder frei von einem Sitz oder weist - wenn es als ein selbstbalancierendes Fahrzeug ausgebildet ist - einen Sitz auf. Jedenfalls weist das Elektrokleinstfahrzeug eine Lenk- oder Haltestange auf. Überdies ist mittels der Antriebseinheit eine Antriebsleistung auf 500 W (Watt) beschränkt bzw. auf 1400 W, wenn das Elektrokleinstfahrzeug ein selbstbalancierendes Fahrzeug ist. Diese Vorgaben sind gesetzlich (für die Bundesrepublik Deutschland in der Elektrokleinstfahrzeuge-Verordnung (eKFV)) festgelegt. Besonders bevorzugt handelt es sich bei dem Elektrokleinstfahrzeug um einen Elektrotretroller, der auch als E-Scooter bezeichnet werden kann.
Die Ladestation weist weiter eine Vielzahl von Akkufächern auf, die jeweils mit dem Traktionsakkumulator des Elektrofahrzeugs bzw. Elektrokleinstfahrzeugs - also mit dem des E-Scooters - korrespondieren, was bedeutet, dass der Traktionsakkumulator zum Laden desselben aus dem Elektrofahrzeug entnehmbar und in eines der Akkufächer einsetzbar ist. Das bedeutet, dass der Traktionsakkumulator, sobald dieser von dem Elektrofahrzeug bzw. E-Scooter getrennt und in das entsprechende Akkufach der Ladestation eingesetzt ist, elektrisch geladen bzw. wiederaufgeladen wird. Es kann beispielsweise vorgesehen sein, dass unter einem Anordnen des Traktionsakkumulators hinein in das entsprechende Akkufach die Ladestation und der Traktionsakkumulator elektrisch miteinander kontaktiert werden, wobei dann mittels der Ladestation dem Traktionsakkumulator elektrische Ladeenergie bereitgestellt wird. Insoweit bietet die Ladestation eine erste Möglichkeit, den Traktionsakkumulator des Elektrofahrzeugs elektrisch zu laden bzw. wiederaufzuladen.
Die Ladestation weist darüber hinaus ein von den Akkufächern unterschiedliches (erstes) Ladeanschlusselement auf, das mit einem (zweiten) Ladeanschlusselement des Elektrofahrzeugs korrespondiert. Das bedeutet, dass das Elektrofahrzeug und die Ladestation über die Ladeanschlusselemente zum Laden des Traktionsakkumulators - kontaktlos und/oder unter eines Ausbildens eines mechanischen Kontakts - aneinander anschließbar sind. Dementsprechend bietet die Ladestation alternativ oder zusätzlich zu der ersten Möglichkeit, den Traktionsakkumulator des Elektrofahrzeugs zu laden, eine von der ersten Möglichkeit unterschiedliche zweite Möglichkeit, den Traktionsakkumulator des Elektrofahrzeugs mit elektrischer Ladeenergie zu versorgen, etwa über den mechanischen Kontakt, der ein elektrisch leitender Kontakt ist und/oder induktiv. Denn es kann beispielsweise bei der zweiten Möglichkeit vorgesehen sein, dass der Traktionsakkumulator des Elektrofahrzeugs geladen wird, wobei der Traktionsakkumulator in dem Elektrofahrzeug eingesetzt verbleibt. Das zweite bzw. elektrofahrzeugseitige Ladeanschlusselement ist intern des Elektrofahrzeugs mit dem Traktionsakkumulator elektrisch kontaktiert, sodass, sobald das erste bzw. ladestationsseitige Ladeanschlusselement und das zweite Ladeanschlusselement miteinander direkt kontaktiert sind, dem in dem Elektrofahrzeug angeordneten Traktionsakkumulator mittels der Ladestation elektrische Ladeenergie bereitgestellt wird. Hierbei kann das erste oder ladestationsseitige Ladeanschlusselement insbesondere ein erstes Induktionselement umfassen, wobei das zweite oder elektrofahrzeugseitige Ladeanschlusselement dann ein mit dem ersten Induktionselement korrespondierendes zweites Induktionselement aufweist.
Da die Ladestation die Vielzahl von Akkufächern aufweist, ist zu verstehen, dass die Ladestation dazu ausgebildet ist, eine Vielzahl von Elektrofahrzeugen, beispielsweise einer Flotte, mit elektrischer Antriebsenergie in Form von elektrischer Ladeenergie zu versorgen. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass mehrere Elektrofahrzeuge gleichzeitig an die Ladestation angeschlossen sind, beispielsweise über jeweilige erste und jeweilige zweite Ladeanschlusselemente und/oder indem mehrere jeweilige Traktionsakkumulatoren von Elektrofahrzeugen gleichzeitig in entsprechenden der Akkufächer angeordnet sind.
Durch diese Ladestation ist ein besonders effizienter bzw. flexibler und insbesondere umweltfreundlicher Betrieb der Elektrofahrzeuge bereitgestellt, da es beispielsweise einem Nutzer der Ladestation bzw. eines der Elektrofahrzeuge ermöglicht ist, bei Ankunft an der Ladestation mit leerem Akku des Elektrofahrzeugs diesen besonders schnell und/oder aufwandsarm gegen einen der in den Akkufächern angeordneten Traktionsakkumulatoren zu tauschen und infolgedessen seine Fahrt fortzusetzen. Hierbei ist er nicht gezwungen, auf ein anderes der Elektrofahrzeuge zu wechseln, was üblicherweise ein Beenden einer aktuellen Miete und ein Starten einer neuen Miete des anderen Elektrofahrzeugs erfordert. Des Weiteren ist dem ungeordneten bzw. chaotischen Abstellen der Elektrofahrzeuge entgegengewirkt, indem vorgesehen ist, dass die Elektrofahrzeuge zum Laden mit der Ladestation zu koppeln sind, beispielsweise entweder indem der entsprechende Traktionsakkumulator des Elektrofahrzeugs aus diesem entnommen und in eines der Akkufächer gelegt oder angeordnet wird. Ferner ist es denkbar, dass der Nutzer zumindest dazu angehalten ist, das Elektrofahrzeug mit der Ladestation zu koppeln, indem er die Ladeanschlusselemente miteinander kontaktiert. Um die Nutzer der Ladestation bzw. der Elektrofahrzeuge dazu zu motivieren, kann das Koppeln des entsprechenden Elektrofahrzeugs mit der Ladestation belohnt werden, beispielsweise durch einen Preisnachlass einer Mietgebühr des Elektrofahrzeugs.
Es wird also mit der Ladestation der Ansatz verfolgt, das Free-Floating-Konzept zumindest einzuschränken, was beispielsweise bedeuten kann, dass das Beenden einer aktuellen Miete eines Elektrofahrzeugs nur in einem Nahbereich um die Ladestation erfolgen kann, das heißt wenn der Nutzer des Elektrofahrzeugs ausreichend nah zu der Ladestation gefahren ist.
Durch das direkte Laden bzw. Wiederaufladen der Traktionsakkumulatoren und infolgedessen der Elektrofahrzeuge an der Ladestation kann in vorteilhafter Weise darauf verzichtet werden, die Elektrofahrzeuge eines Geschäftsgebietes eines Mobilitätsanbieters in ein Kraftfahrzeug, insbesondere in einen Lastkraftwagen, einzuladen, um diese - wie es heutzutage üblich ist - an einer zentralen Serverstation zu laden, um hiernach die geladenen Elektrofahrzeuge wieder mittels des Lastkraftwagens über das Geschäftsgebiet zu verteilen. Hierdurch wird zumindest der nächtliche Kraftfahrzeugverkehr reduziert, wodurch in vorteilhafter Weise Abgas- und/oder Geräuschemissionen vermieden werden. Des Weiteren resultiert hieraus eine Möglichkeit zur Einsparung von Personal, wodurch die Ladestation für den Mobilitätsanbieter, der die Elektrofahrzeuge zur Miete anbietet, ökonomisch günstig ist.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Ladestation umfasst diese eine Ladeeinheit, die das (erste bzw. ladestationsseitige) Ladeanschlusselement und eine an einer Außenoberfläche der Ladestation angeordnete Arretiereinheit umfasst. Das bedeutet, dass sowohl das erste Ladeanschlusselement als auch die Arretiereinheit an der Außenoberfläche der Ladestation angeordnet sind. Die Ladeeinheit ist bzw. das erste Ladeanschlusselement und die Arretiereinheit sind derart ausgebildet und/oder an der Außenoberfläche angeordnet, dass unter einem zumindest teilweisen Arretieren des Elektrofahrzeugs in der Arretiereinheit der Traktionsakkumulator des Elektrofahrzeugs und die Ladestation miteinander elektrisch kontaktiert werden. Unter einem zumindest teilweisen Arretieren des Elektrofahrzeugs an/in der Arretiereinheit ist zu verstehen, dass beispielsweise zumindest ein seitliches Umkippen des Elektrofahrzeugs, welches - wie bereits dargelegt - insbesondere als ein E-Scooter ausgebildet ist, verhindert ist, indem das Elektrofahrzeug bzw. der E-Scooter und die Arretiereinheit miteinander zusammenwirken. Insoweit ist dann das Elektrofahrzeug kraft- und/oder formschlüssig mittels der Arretiereinheit an der Ladestation gehalten und infolgedessen vor einem Umkippen geschützt. Die Arretiereinheit kann weiter dazu ausgebildet sein, zu verhindern, dass das Elektrofahrzeug durch Unbefugte von der Ladestation entfernt wird.
Insbesondere ist die Arretiereinheit zumindest teilweise durch die Außenoberfläche der Ladestation gebildet, beispielsweise ist die Arretiereinheit in die Außenoberfläche der Ladestation eingebettet. Mit anderen Worten ist die Arretiereinheit in einer Außenkontur der Ladestation ausgebildet. Wieder anders ausgedrückt, bildet die Arretiereinheit die Außenkontur bzw. die Außenoberfläche zumindest teilweise und umgekehrt. Die Arretiereinheit kann zum Beispiel eine Ladebucht aufweisen, die sich, ausgehend von der Außenkontur der Ladestation, in ein Inneres der Ladestation hinein erstreckt. Hierbei korrespondiert dann die Ladebucht mit einem entsprechenden Arretierelement des Elektrofahrzeugs, beispielsweise einer Lenkstange, sodass zwischen der Ladebucht und dem Arretierelement des Elektrofahrzeugs beispielsweise ein Formschluss gebildet werden kann, indem das Elektrofahrzeug in die Ladebucht eingesetzt wird.
Auf diese Weise ist es dem Nutzer des Elektrofahrzeugs bzw. der Ladestation besonders einfach und aufwandsarm ermöglicht, das Elektrofahrzeug bestimmungsgemäß abzustellen, beispielsweise um die Miete zu beenden, und/oder mit elektrischer Ladeenergie zu versorgen, sodass eine Stillstandszeit des Elektrofahrzeugs in besonders effizienter Weise genutzt wird, um dessen Traktionsakkumulator zu laden.
Die Ladestation weist einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform zufolge ein Gehäuse auf, welches teilweise oder vollständig aus Beton hergestellt ist. Insbesondere ist das Gehäuse als ein Betonfertigteil ausgebildet. Hieraus resultiert eine besonders günstige Herstellung der Ladestation und infolgedessen der Ladevorrichtung. Weiter ist die Ladestation so besonders stabil und effektiv gegen Diebstahl sowie gegen Vandalismus und/oder andere mechanische Belastungen geschützt. Besonders bevorzugt ist es, wenn das Gehäuse der Ladestation monolithisch bzw. einstückig gefertigt worden ist, beispielsweise mittels eines einzigen Beton-Formgießens (das heißt in einem einzigen Arbeitsgang). Alternativ hierzu ist es denkbar, dass einzelne Elemente des Gehäuses als jeweilige Betonfertigteile hergestellt werden, welche dann kraft-, form- und/oder stoffschlüssig miteinander zu dem Gehäuse verbunden werden. Insbesondere hinsichtlich der zuvor erwähnten Ladeeinheit ist vorgesehen, dass bei dem Herstellen bzw. Betongießen des Gehäuses die Arretiereinheit bereits bei einem Herstellen des Gehäuses ausgebildet wird. Mit anderen Worten ist dann vorgesehen, dass die Arretiereinheit und das Gehäuse einstückig miteinander ausgebildet sind.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Ladestation weist das Gehäuse der Ladestation eine Außengestalt eines Sitzmöbels auf. Das bedeutet, dass die Außengestalt der Ladestation, insbesondere deren Gehäuse, bestimmungsgemäß eine Sitzgelegenheit für eine Person bietet. Dementsprechend kann vorgesehen sein, dass die Ladestation wie das Sitzmöbel, etwa eine Bank oder Sitzbank, ausgebildet ist, sodass es der (menschlichen) Person bestimmungsgemäß ermöglicht ist, darauf zu sitzen. In weiterer Folge ist es also denkbar, dass bereits vorhandene Sitzgelegenheiten, zum Beispiel kommunale Sitzbänke, etwa an Haltestellen eines öffentlichen Nahverkehrsnetzes, (beispielsweise sukzessive) durch hierin beschriebene Ladestationen zu ersetzen. Das bedeutet, dass zumindest in diesem Fall die Ladestation keinen zusätzlichen Bauraum bzw. keinen zusätzlichen Platz, insbesondere in einem dicht bebauten und/oder besiedelten Gebiet wie einer Großstadt, erfordert. Daneben erfüllt die Ladestation eine Doppelfunktionalität, nämlich - erstens - ist durch die Ladestation eine Ladefunktionalität für die Elektrofahrzeuge bereitgestellt und - zweitens - ist durch die als Sitzmöbel ausgebildete Ladestation eine (insbesondere öffentliche bzw. kommunale) Sitzgelegenheit bereitgestellt.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Ladestation ist vorgesehen, dass die Ladestation eine Dacheinrichtung aufweist, die eine Photovoltaikanlage umfasst, mittels derer wenigstens ein elektrisch mit der Ladestation verbundener oder verbindbarer Akkumulator ladbar ist. Die Dacheinrichtung weist weiter ein Dachelement auf, das als ein Witterungsschutzelement ausgebildet ist, indem das Dachelement eine Umgebung der Ladestation zumindest teilweise überspannt. Es ist also durch das Witterungsschutzelement eine Möglichkeit geschaffen, beispielsweise einen oder mehrere Nutzer vor Witterungseinflüssen (Sonneneinstrahlung, Niederschlag, etc.) zu schützen, sobald die oder der Nutzer sich unter das Witterungsschutzelement bzw. unter das Dachelement untergestellt haben. Gleichermaßen ist es durch das Witterungsschutzelement ermöglicht, wenigstens ein Elektrofahrzeug oder mehrere Elektrofahrzeuge vor Witterungseinflüssen zu schützen, sobald die entsprechenden Elektrofahrzeuge unter das Dachelement untergestellt sind. Auf diese Weise erfüllt die Dacheinrichtung eine Doppelfunktionalität, indem die Dacheinrichtung - erstens - die Photovoltaikanlage aufweist bzw. trägt und - zweitens - das Witterungsschutzelement für den/die Nutzer und/oder das wenigstens eine Elektrofahrzeug bildet.
Bei dem an die Ladestation angeschlossenen Akkumulator, der mittels der Photovoltaikanlage - direkt oder indirekt - ladbar ist, kann es sich beispielsweise um einen Akkumulator eines der Elektrofahrzeuge handeln, wobei jener Akkumulator bzw. Traktionsakkumulator in einem der Akkufächer der Ladestation angeordnet sein kann. Des Weiteren kann dieser Traktionsakkumulator in einem der Elektrofahrzeuge eingesetzt sein, wobei dann der in das Elektrofahrzeug eingesetzte Traktionsakkumulator über die Ladeanschlusselemente mit der Ladestation zum Laden verbunden ist. Mit anderen Worten ist es denkbar, dass die Photovoltaikanlage der Dacheinrichtung die elektrische Ladeenergie zum Laden des entsprechenden Traktionsakkumulators oder der Traktionsakkumulatoren bereitstellt, welche/welcher gemäß der ersten Möglichkeit und/oder gemäß der zweiten Möglichkeit an die Ladestation angeschlossen sind/ist.
Es ist ferner denkbar, dass die Ladestation einen stationären elektrischen Akkumulator umfasst, welcher insbesondere in der Ladestation angeordnet ist. Dementsprechend handelt es sich bei diesem stationären Akkumulator insbesondere um einen internen Akkumulator, welcher keinen der Traktionsakkumulatoren der Elektrofahrzeuge bzw. des Elektrofahrzeugs bildet. Im Zusammenspiel mit der Photovoltaikanlage ist es also denkbar, dass der interne Akkumulator durch die Photovoltaikanlage ladbar ist.
Das Dachelement der Dacheinrichtung ist bevorzugt zumindest so weit vom Boden entfernt angebracht, dass zumindest eines der Elektrofahrzeuge unter dem Dachelement unterstellbar ist. Ferner kann das Dachelement so weit vom Boden entfernt angeordnet sein, dass es einem (durchschnittlich groß gewachsenen) Menschen ermöglicht ist, unter dem Dachelement zu stehen oder zu sitzen, beispielsweise auf dem Gehäuse der Ladestation zu sitzen. Das Dachelement dient insofern als Regenschutz, als Sonnenschutz etc. für den Menschen und/oder für das wenigstens eine Elektrofahrzeug.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft eine Ladevorrichtung für wenigstens ein Elektrofahrzeug, wobei die Ladevorrichtung wenigstens eine gemäß der vorstehenden Beschreibung ausgebildete Ladestation aufweist. Des Weiteren weist die Ladevorrichtung eine Begrenzungseinrichtung auf, mittels derer ein Betriebsgebiet der Ladevorrichtung abgegrenzt bzw. für einen Nutzer der Ladevorrichtung (beispielsweise optisch) markiert ist. Die Ladevorrichtung, die auch Ladehub bezeichnet werden kann, umfasst eine Anschlussvorrichtung, über welche die Ladestation und ein elektrisches Energieversorgungsnetz aneinander anschließbar sind. Insbesondere ist die Anschlussvorrichtung als Teil der Ladestation ausgebildet, sodass die Ladevorrichtung über die Anschlussvorrichtung bzw. über die Ladestation an das elektrische Energieversorgungsnetz anschließbar oder angeschlossen ist.
Zu der Erfindung gehören auch Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Ladevorrichtung, die Merkmale aufweisen, wie sie bereits im Zusammenhang mit den Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Ladestation beschrieben worden sind. Aus diesem Grund sind die entsprechenden Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Ladevorrichtung hier nicht noch einmal beschrieben.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Elektrofahrzeug mit einer elektrischen Antriebseinheit und mit einem Traktionsakkumulator, der mit der Antriebseinheit des Elektrofahrzeugs und mit einer gemäß der vorstehenden Beschreibung ausgebildeten Ladevorrichtung bzw. Ladestation verbindbar ist. Bei dem Elektrofahrzeug gilt, dass der Traktionsakkumulator mit der Antriebseinheit verbunden ist, sodass der Traktionsakkumulator in diesem Zustand dann der Antriebseinheit elektrische Antriebsenergie bereitstellt. Der Traktionsakkumulator ist (alternativ oder zusätzlich) mit der Ladestation verbindbar, sodass dem Traktionsakkumulator, sobald dieser mit der Ladestation verbunden ist, elektrische Ladeenergie mittels der Ladestation bereitstellbar ist. Mit anderen Worten wird der Traktionsakkumulator elektrisch geladen, wenn dieser mit der Ladestation bzw. Ladevorrichtung verbunden ist. Hierbei kommen die im Zusammenhang mit der Ladestation beschriebenen Möglichkeiten in Betracht.
In besonders vorteilhafter Ausgestaltung des Elektrofahrzeugs ist dies als ein Elektrokleinstfahrzeug, insbesondere als ein Elektrotretroller bzw. E-Scooter, ausgebildet. Solche E-Scooter bzw. Elektroroller erfreuen sich derzeit besonders großer Beliebtheit, da solche Elektrokleinstfahrzeuge besonders kompakt sind und infolgedessen besonders flink selbst durch dichten Verkehr fahrbar sind, wodurch eine besonders effiziente Individual- bzw. Mikromobilität gewährleistet ist.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des Elektrofahrzeugs, insbesondere E-Scooters, weist dieser ein elektrofahrzeugseitiges Ladeanschlusselement auf (siehe vorstehende Beschreibung: das zweite Ladeanschlusselement), das mit einem ladestationsseitigen Ladeanschlusselement (siehe vorstehende Beschreibung: das erste Ladeanschlusselement) einer gemäß der vorstehenden Beschreibung ausgebildeten Ladestation korrespondiert, sodass das Elektrofahrzeug und die Ladestation über die Ladeanschlusselemente zum Laden des Traktionsakkumulators aneinander anschließbar sind. Mit anderen Worten weist das Elektrofahrzeug Mittel auf, durch welche ermöglicht ist, dass das Elektrofahrzeug mit der Ladestation und/oder mit der Ladevorrichtung koppelbar ist, sodass der Traktionsakkumulator des Elektrofahrzeugs mit elektrischer Ladeenergie versorgbar ist.
In besonders bevorzugter Weise ist vorgesehen, dass ein herkömmlicher Elektrotretroller bzw. ein herkömmlicher E-Scooter mit dem elektrofahrzeugseitigen bzw. zweiten Ladeanschlusselement ausgerüstet wird, sodass sich eine besonders vorteilhafte Nachhaltigkeit für das Elektrofahrzeug ergibt, denn eine solche Modifikation ist besonders einfach und/oder aufwandsarm durchzuführen. So ist beispielsweise der Elektrotretroller mit einer innenliegenden Verkabelung zwischen dem Traktionsakkumulator bzw. entsprechenden Anschlusselementen des Traktionsakkumulators und dem elektrofahrzeugseitigen Ladeanschlusselement auszurüsten. Ferner ist es denkbar, dass eine solche Modifikation umfasst, dass der E-Scooter mit einem Erdungsanschlusselement ausgerüstet wird, um ein besonders sicheres Laden des Traktionsakkumulators zu gewährleisten. Alternativ oder zusätzlich wird der E-Scooter dahingehend modifiziert, dass der Traktionsakkumulator bestimmungsgemäß und insbesondere reversibel sowie zerstörungsfrei aus einem Rahmen des Elektrotretrollers entnommen werden kann. Dies ist insbesondere für die erste Möglichkeit der Ladeenergieversorgung erforderlich, bei welcher der Traktionsakkumulator aus dem Elektrofahrzeug zu entnehmen ist, um in das entsprechende Akkufach der Ladestation eingesetzt zu werden.
Im Zusammenhang mit der Ladestation und/oder im Zusammenhang mit dem Elektrofahrzeug kann vorgesehen sein, dass das jeweilige Ladeanschlusselement als ein kontaktloses bzw. induktives Ladeanschlusselement ausgebildet ist, sodass ein induktives Laden des Traktionsakkumulators ermöglicht ist.
Zu der Erfindung gehören auch Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Elektrofahrzeugs, die Merkmale aufweisen, wie sie bereits im Zusammenhang mit den Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Ladestation bzw. der erfindungsgemäßen Ladevorrichtung beschrieben worden sind. Aus diesem Grund sind die entsprechenden Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Elektrofahrzeugs hier nicht noch einmal dargelegt.
Die Ladevorrichtung und eine Flotte aus gemäß der vorstehenden Beschreibung ausgebildeten Elektrofahrzeugen bilden insbesondere ein Mikromobilitätssystem, das die Vorteile der erfindungsgemäßen Ladestation bzw. der erfindungsgemäßen Ladevorrichtung und die Vorteile des erfindungsgemäßen Elektrofahrzeugs in sich vereint.
Die Erfindung umfasst des Weiteren die Kombinationen der Merkmale der beschriebenen Ausführungsformen.
Im Folgenden ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben. Hierzu zeigt:

1 eine schematische Ansicht einer Ladestation einer Ladevorrichtung und
2 eine schematische und perspektivische Ansicht der Ladestation.

Bei dem im Folgenden erläuterten Ausführungsbeispiel handelt es sich um eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung. Bei dem Ausführungsbeispiel stellen die beschriebenen Komponenten der Ausführungsform jeweils einzelne, unabhängig voneinander zu betrachtende Merkmale der Erfindung dar, welche die Erfindung jeweils auch unabhängig voneinander weiterbilden und damit auch einzeln oder in einer anderen als der gezeigten Kombination als Bestandteil der Erfindung anzusehen sind. Des Weiteren ist die beschriebene Ausführungsform auch durch weitere der bereits beschriebenen Merkmale der Erfindung ergänzbar.
In den Figuren sind funktionsgleiche Elemente jeweils mit denselben Bezugszeichen versehen.
Im Folgenden werden eine Ladestation 1 als Teil einer Ladevorrichtung 2 sowie entsprechende Elektrofahrzeuge 3 gemeinsam miteinander beschrieben. Hierzu zeigt 1 eine schematische Ansicht der Ladestation 1, die insbesondere ein Bestandteil der Ladevorrichtung 2 ist. Die Ladevorrichtung 2, die auch als Ladehub bezeichnet werden kann, weist also die Ladestation 1 auf. Da die Ladestation 1 dazu ausgebildet ist, zumindest eines der Elektrofahrzeuge 3 oder mehrere der Elektrofahrzeuge 3 gleichzeitig mit elektrischer Ladeenergie zu versorgen, sobald das Elektrofahrzeug 3 bzw. die Elektrofahrzeuge 3 an die Ladestation 1 angeschlossen ist/sind, ist die Ladevorrichtung 2 dazu ausgebildet, dementsprechend das Elektrofahrzeug 3 bzw. die Elektrofahrzeuge 3 mit elektrischer Ladeenergie zu versorgen. Mit anderen Worten ist das jeweilige Elektrofahrzeug 3 mittels der Ladestation 1 bzw. Ladevorrichtung 2 mit elektrischer Energie versorgbar, wobei diese elektrische Energie in einem jeweiligen Traktionsakkumulator 4 des jeweiligen Elektrofahrzeugs 3 gespeichert wird.
In 1 ist eine Vielzahl von Elektrofahrzeugen 3 abgebildet bzw. dargestellt, wobei die Elektrofahrzeuge 3 gleich ausgebildet sind. Das bedeutet, dass die Elektrofahrzeuge 3 zueinander sowie zu der Ladestation 1 bzw. Ladevorrichtung 2 kompatibel sind, insbesondere sind die Traktionsakkumulatoren 4 zwischen den Elektrofahrzeugen 3 austauschbar. Mit anderen Worten ist dem jeweiligen Elektrofahrzeug 3 nicht genau ein einziger bestimmter der Traktionsakkumulatoren 4 zugewiesen; stattdessen ist es möglich, dass ein beliebiger verfügbarer der Traktionsakkumulatoren 4 und ein beliebiges verfügbares Elektrofahrzeug 3 miteinander bestimmungsgemäß kombiniert werden.
Bei dem jeweiligen Elektrofahrzeug 3 handelt es sich insbesondere um ein Elektrokleinstfahrzeug, vorliegend um einen Elektrotretroller („E-Scooter“). Das jeweilige Elektrofahrzeug 3 bzw. der jeweilige E-Scooter weist eine elektrische Antriebseinheit (nicht dargestellt) auf, die mit einem jeweiligen Traktionsakkumulator 4 in Verbindung bringbar ist. Hierzu weist das jeweilige Elektrofahrzeug 3 bzw. der jeweilige E-Scooter zum Beispiel eine Halteeinrichtung 5 auf, in welche eine der Traktionsakkumulatoren 4 einsetzbar ist, wobei beispielsweise unter einem Einsetzen des Traktionsakkumulators 4 in die Halteeinrichtung 5 des entsprechenden Elektrofahrzeugs 3 der Traktionsakkumulator 4 und die Antriebseinheit des jeweiligen Elektrofahrzeugs 3 elektrisch miteinander kontaktiert werden. In einem Fahrbetrieb des Elektrofahrzeugs 3 wird der Antriebseinheit mittels des Traktionsakkumulators 4 elektrische Energie bereitgestellt, welche mittels der Antriebseinheit in mechanische Arbeit umgewandelt wird, wodurch das Elektrofahrzeug 3 dann fortbewegt wird. Das bedeutet, dass das jeweilige Elektrofahrzeug 3 bzw. der jeweilige E-Scooter elektrisch antreibbar/fortbewegbar ausgebildet ist.
Um den jeweiligen Traktionsakkumulator 4 der Elektrofahrzeuge 3 mittels der Ladestation 1 bzw. der Ladevorrichtung 2 zu laden, bietet die Ladestation 1 zwei voneinander unterschiedliche Möglichkeiten. Zum einen weist die Ladestation 1 eine Vielzahl von Akkufächern 6 auf, von denen aus Übersichtlichkeitsgründen in 1 nur einige wenige mit dem entsprechenden Bezugszeichen versehen sind. Für die Darstellung der Halteeinrichtungen 5 sowie für die Akkufächer 6 in 1 gilt, dass diese strichliert dargestellt sind, sofern diese frei von einem Traktionsakkumulator 4 sind. Mit anderen Worten sind die Halteeinrichtungen 5 und die Akkufächer 6 strichliert dargestellt, wenn kein Traktionsakkumulator 4 eingesetzt ist. Dahingegen sind die Halteeinrichtungen 5 und die Akkufächer 6 durchgezogen dargestellt, wenn ein entsprechender Traktionsakkumulator 4 mittels der entsprechenden Halteeinrichtung 5 bzw. mittels des entsprechenden Akkufachs 6 gehalten ist. Es ist also für die erste Möglichkeit, die Traktionsakkumulatoren 4 mit elektrischer Ladeenergie zu versorgen, vorgesehen, dass der zu ladende der Traktionsakkumulatoren 4 aus dem Elektrofahrzeug 3, das heißt aus der entsprechenden Halteeinrichtung 5, entnommen und in eines der Akkufächer 6 angeordnet wird. Indem der entsprechende Traktionsakkumulator 4 aus dem Elektrofahrzeug 3 herausgenommen und in das entsprechende Akkufach 6 angeordnet wird, wird der entsprechende Traktionsakkumulator 4 mit der Ladestation 1 elektrisch leitend verbunden, sodass dann die Ladestation 1 dem entsprechenden Traktionsakkumulator 4 elektrische Energie als elektrische Ladeenergie bereitstellt. Mit anderen Worten wird dann der entsprechende Traktionsakkumulator 4 mittels der Ladestation 1 elektrisch geladen.
Zum anderen, das heißt gemäß der zweiten Möglichkeit, die Traktionsakkumulatoren 4 elektrisch zu laden bzw. mit elektrischer Ladeenergie zu versorgen, weist die Ladestation 1 und infolgedessen die Ladevorrichtung 2 ein ladestationsseitiges Ladeanschlusselement 7 auf, das im Weiteren als das erste Ladeanschlusselement 7 bezeichnet wird. Es ist in 1 zu erkennen, dass die Ladestation 1 im vorliegenden Beispiel eine Vielzahl von ersten Ladeanschlusselementen 7 aufweist, wobei das jeweilige erste Ladeanschlusselement 7 mit den Elektrofahrzeugen 3 bzw. mit einem jeweiligen der Elektrofahrzeuge 3 korrespondiert. Infolgedessen ist ein jeweiliges Elektrofahrzeug 3 bzw. ein jeweiliger E-Scooter in ein freies der ersten Ladeanschlusselemente 7 einsetzbar. Auf diese Weise wird das entsprechende Elektrofahrzeug 3, das in das entsprechende erste Ladeanschlusselement 7 der Ladestation 1 eingesetzt wird, elektrisch und/oder mechanisch mit der Ladestation 1 gekoppelt. Denn das jeweilige Elektrofahrzeug 3 bzw. die Elektrofahrzeuge 3 weisen jeweils ein elektrofahrzeugseitiges Ladeanschlusselement 8 auf, das im Folgenden als das zweite Ladeanschlusselement 8 bezeichnet wird. Beispielsweise ist durch das zweite Ladeanschlusselement 8 des jeweiligen Elektrofahrzeugs 3 ein elektrofahrzeugseitiges elektrisches Kontaktierungselement bereitgestellt, das mit einem ladestationsseitigen elektrischen Kontaktierungselement korrespondiert. Insoweit korrespondieren die Ladeanschlusselemente 7, 8 miteinander, sodass bei einem Einsetzen des jeweiligen Elektrofahrzeugs 3 in eines der ladestationsseitigen bzw. ersten Ladeanschlusselemente 7 eine elektrische Verbindung zwischen der Ladestation 1 und dem Elektrofahrzeug 3 über die Kontaktierungselemente etabliert wird. Es besteht ferner eine elektrische Verbindung zwischen dem elektrofahrzeugseitigen (zweiten) Ladeanschlusselement 8 bzw. dem elektrofahrzeugseitigen elektrischen Kontaktierungselement und dem Traktionsakkumulator 4, der in das entsprechende Elektrofahrzeug 3 eingesetzt ist. Dementsprechend sind der Traktionsakkumulator 4 des Elektrofahrzeugs 3, das in das ladestationsseitige Ladeanschlusselement 7 eingesetzt ist, und die Ladestation 1 bzw. Ladevorrichtung 2 elektrisch leitend miteinander verbunden. Hierdurch ist es ermöglicht, dem in das Elektrofahrzeug 3 eingesetzten Traktionsakkumulator 4 mittels der Ladestation 1 elektrische Ladeenergie bereitzustellen.
2 zeigt in schematischer und perspektivischer Ansicht die Ladestation 1. Im vorliegenden Beispiel weist die Ladestation 1 eine Ladeeinheit 9 auf, die das erste bzw. ladestationsseitige Ladeanschlusselement 7 und eine an einer Außenoberfläche 10 der Ladestation 1 angeordnete Arretiereinheit 11 umfasst, wobei unter einem zumindest teilweisen Arretieren des entsprechenden Elektrofahrzeugs 3 in einer der Arretiereinheiten 11 der in dem Elektrofahrzeug 3 angeordnete Traktionsakkumulator 4 und die Ladestation 1 miteinander elektrisch kontaktiert werden. Hierbei ist die Arretiereinheit 11 zumindest teilweise durch die Außenoberfläche 10 der Ladestation 1 gebildet. Vorliegend weist die Außenoberfläche 10 eine Anzahl von Ladebuchten in Form von Vertiefungen (siehe Bezugszeichen 11) auf, wobei eine Vertiefungsrichtung der jeweiligen Vertiefung bzw. Ladebucht in Bezug zu der Ladestation 1 bzw. in Bezug zu deren Außenoberfläche 10 nach innen gerichtet ist. Die Ladebuchten in der Außenoberfläche 10 der Ladestation 1 korrespondieren mit den Elektrofahrzeugen 3 zumindest teilweise, insbesondere korrespondieren die Ladebuchten/Vertiefungen mit dem jeweiligen elektrofahrzeugseitigen bzw. zweiten Ladeanschlusselement 8. Alternativ oder zusätzlich korrespondieren diese Vertiefungen und infolgedessen die Arretiereinheiten 11 mit einem Rahmenelement der Elektrofahrzeuge 3, wobei dann zwischen dem Rahmenelement und den Arretiereinheiten 11 eine formschlüssige Verbindung herstellbar ist, indem das entsprechende Elektrofahrzeug 3 in die entsprechende Arretiereinheit 11 eingesetzt wird. Auf diese Weise ist dann das entsprechende Elektrofahrzeug 3 zumindest teilweise arretiert, beispielsweise gegen ein Kippen und/oder gegen ein (etwa unbefugtes) Entnehmen des Elektrofahrzeugs 3 aus der Ladestation 1 bzw. aus der entsprechenden Arretiereinheit 11.
Im vorliegenden Beispiel ist ein Gehäuse 12 der Ladestation 1 als ein Betonfertigteil ausgebildet, wobei beim Ausbilden des Betonfertigteils bzw. des Gehäuses 12 die Ladebuchten/Vertiefungen bzw. die Arretiereinheiten 11 einstückig mit dem Gehäuse 12 bzw. einstückig mit der Außenoberfläche 10 hergestellt werden. Beispielsweise kann eine Gussform für das Gehäuse 12 derart ausgestaltet oder ausgebildet sein, dass unter einem Aushärten eines zunächst flüssigen Betons innerhalb der Gussform oder Gießform das Gehäuse 12 mitsamt der Außenoberfläche 10 und mitsamt den Arretiereinheiten 11 erzeugt wird. Alternativ wird das Gehäuse 12 durch dessen Herstellung zumindest so vorbereitet ist, dass die Arretiereinheit 11 als (insbesondere vorverkabeltes) Anbauteil passgenau und schnell in das Gehäuse 12 einsetzbar ist.
Eine Oberseite 13 der Außenoberfläche 10 bzw. der Ladestation 1 bietet eine Sitzgelegenheit für eine (menschliche) Person, da das Gehäuse 12 der Ladestation 1 im vorliegenden Beispiel eine Außengestalt eines Sitzmöbels aufweist. Das bedeutet, dass die Ladestation 1 zum einen zum Laden der Traktionsakkumulatoren 4 und zum anderen zum Sitzen genutzt werden kann. Nicht in den Figuren dargestellt ist die Möglichkeit, dass das Gehäuse ein Lehnenelement bzw. Rückenlehnenelement aufweist, sodass es der auf der Oberseite 13 des Gehäuses 12 sitzenden Person ermöglicht wäre, sich an dieses Rückenlehnenelement anzulehnen. Ferner kann an/auf der Oberseite 13 und/oder an/auf dem Rückenlehnenelement eine Sitz- bzw. Lehnenfläche aus Holz, WPC (Wood-Plastic-Composite - Holz-Kunststoff-Verbundwerkstoff) etc. ausgebildet sein.
Unter erneuter Bezugnahme auf 1 weist die Ladestation 1 im vorliegenden Beispiel eine Dacheinrichtung 14 auf, die eine Photovoltaikanlage 15, insbesondere Photovoltaikpaneele der Photovoltaikanlage 15, aufweist. In 1 ist des Weiteren zu erkennen, dass die Dacheinrichtung 14 eine Umgebung der Ladestation 1 zumindest teilweise überspannt, insbesondere mit einem Dachelement 16, sodass durch die Dacheinrichtung 14, insbesondere durch das Dachelement 16, ein Witterungsschutzelement gebildet ist. Dementsprechend ist das Dachelement 16 der Dacheinrichtung 14 zumindest so weit vom Boden entfernt angebracht, dass zumindest eines der Elektrofahrzeuge 3 unter dem Dachelement 16 unterstellbar ist. Ferner kann das Dachelement 16 so weit vom Boden entfernt angeordnet sein, dass es der (durchschnittlich groß gewachsenen) menschlichen Person ermöglicht ist, unter dem Dachelement 16 zu stehen. Besonders bevorzugt ist es, wenn das Witterungsschutzelement, das durch das Dachelement 16 gebildet ist, für eine Person Witterungsschutz bietet, die aufgrund der Außengestalt des Gehäuses 12 die Ladestation 1 als das Sitzmöbel nutzt, das heißt auf der Ladestation 1 bzw. auf der Oberseite 13 sitzt. Es kann im Zusammenhang mit der Dacheinrichtung 14 vorgesehen sein, dass die Photovoltaikanlage 15, insbesondere deren Photovoltaikpaneele bzw. Solarpaneele, zumindest teilweise das den Witterungsschutz bietende Dachelement 16 bildet. Mit anderen Worten kann durch die Photovoltaikanlage 15 zumindest teilweise das Dachelement 16 gebildet sein. Hierbei ist dann sicherzustellen, dass die Photovoltaikanlage 15, insbesondere die Photovoltaikpaneele besonders stabil ausgebildet ist/sind, damit diese nicht durch Witterungseinflüsse Schaden nehmen. So können die Photovoltaikpaneele der Photovoltaikanlage 15 beispielsweise mit einer Schicht beschichtet sein, die für ultraviolettes Licht zum Erzeugen von elektrischer Energie durchlässig ist.
Mittels der Photovoltaikanlage 15 ist wenigstens ein an die Ladestation 1 angeschlossener elektrischer Akkumulator mit Ladeenergie versorgbar. So kann es sich bei dem Akkumulator, der mittels der Photovoltaikanlage 15 ladbar ist, um einen oder mehrere der Traktionsakkumulatoren 4 handeln, wobei der entsprechende Traktionsakkumulator 4 entweder in einem der Akkufächer 6 angeordnet ist oder in einer der Halteeinrichtungen 5 der Elektrofahrzeuge 3. Das bedeutet, dass Solarenergie genutzt wird, um den Traktionsakkumulatoren 4 elektrische Ladeenergie bereitzustellen. Hierdurch ist eine Ökobilanz der Ladestation 1 in vorteilhafter Weise besonders günstig.
Alternativ oder zusätzlich zu der Möglichkeit, die Traktionsakkumulatoren mittels Solarenergie mit Ladeenergie zu versorgen, besteht die Möglichkeit, die Ladestation 1 an ein elektrisches Energieversorgungsnetz 17 anzuschließen. Bei diesem Energieversorgungsnetz 17 kann es sich beispielsweise um ein kommunales Energieversorgungsnetz („Stromnetz“) handeln, wobei dann die Ladestation 1 eine Anschlussvorrichtung 18 aufweist, über welche die Ladestation 1 mit dem elektrischen Energieversorgungsnetz 17 elektrisch verbindbar ist.
Sollte die Ladestation 1 sowohl mit der Photovoltaikanlage 15 ausgerüstet sein als auch über die Anschlussvorrichtung 18 mit dem elektrischen Energieversorgungsnetz 17 verbunden sein, ist es von besonderem Vorteil, wenn ein Laden der Traktionsakkumulatoren 4 - und gegebenenfalls weiterer von den Traktionsakkumulatoren 4 unterschiedlichen elektrischen Akkumulatoren - tagsüber, das heißt bei Sonneneinstrahlung, zumindest größtenteils, bevorzugt ausschließlich, mittels der Photovoltaikanlage 15 erfolgt. Sollte ein Bedarf bestehen, nachts die Traktionsakkumulatoren 4 und/oder die weiteren Akkumulatoren zu laden, wird dann elektrische Energie aus dem Energieversorgungsnetz 17 genutzt, wobei beispielsweise eine Steuereinheit 19 der Ladestation 1 bestimmungsgemäß die Photovoltaikanlage 15 und/oder das Energieversorgungsnetz 17 zuschaltet, um den Traktionsakkumulatoren 4 elektrische Ladeenergie bereitzustellen. Ferner kann vorgesehen sein, dass - beispielsweise bei einem besonders hohen Ladebedarf - sowohl die Photovoltaikanlage 15 als auch das elektrische Energieversorgungsnetz 17 gleichzeitig herangezogen werden, um elektrische Ladeenergie in ausreichendem Maße für die Traktionsakkumulatoren 4 bereitzustellen.
Es ist weiter in 1 ein stationärer elektrischer Akkumulator 20 dargestellt, welcher von den Traktionsakkumulatoren 4 unterschiedlich ausgebildet ist. Zum einen ist es denkbar, dass der stationäre Akkumulator 20 in einem oder mehreren der Akkufächer 6 angeordnet ist (siehe 2). Gelichermaßen kann vorgesehen sein, dass die Ladestation 1 mit mehreren stationären Akkumulatoren 20 ausgerüstet ist, welche dann beispielsweise mehrere der Akkufächer 6 belegen. Ferner ist es denkbar, dass der stationäre Akkumulator 20 abseits der Akkufächer 6, das heißt abseits von den Traktionsakkumulatoren 4, die in entsprechende Akkufächer 6 eingesetzt sind, angeordnet ist, beispielsweise in Baueinheit mit der Steuereinheit 19. Der (jeweilige) stationäre Akkumulator 20 kann beispielsweise dazu genutzt werden, tagsüber - das heißt bei ausreichender Sonneneinstrahlung - durch die Photovoltaikanlage 15 erzeugte elektrische Energie zu speichern, soweit diese elektrische Energie nicht zum Laden der Traktionsakkumulatoren 4 einzusetzen ist. Auf diese Weise wird die Photovoltaikanlage 15 besonders effizient ausgenutzt, wobei die mittels des stationären Akkumulators 20 gespeicherte elektrische Energie dann des Nachts eingesetzt werden kann, um die Traktionsakkumulatoren 4 mit der durch Solarenergie erzeugten elektrischen Energie zu laden. Das bedeutet, dass dann ein Einsatz von elektrischer Energie, die aus dem Energieversorgungsnetz 17 abgezapft wurde, besonders gering ist, wodurch die elektrische Energie, die für die Mobilität mit den Elektrofahrzeugen 3 eingesetzt wird, einen besonders hohen „Grünstromanteil“ aufweist, also zu besonders hohem Anteil aus regenerativen Energiequellen gewonnen wurde.
Es ist im vorliegenden Beispiel des Weiteren möglich, dass die Dacheinrichtung 14 eine Beleuchtungseinrichtung (nicht dargestellt) aufweist, um die Ladestation 1 bzw. die Ladevorrichtung 2 - insbesondere das Betriebsgebiet 14 - zu beleuchten oder auszuleuchten. Hierdurch ergibt sich zum einen für den Nutzer der Ladestation 1 bzw. der Ladevorrichtung 2 der Vorteil, die Einrichtungen der Ladestation 1 / Ladevorrichtung 2 und/oder der Elektrofahrzeuge 3 besonders gut erkennen zu können, wodurch ein zweckmäßiges und einfaches Bedienen sichergestellt ist. Darüber hinaus ist aufgrund der Beleuchtungseinrichtung die Ladestation 1 und infolgedessen die Ladevorrichtung 2 unabhängig von einer externen Beleuchtung, etwa einer kommunalen Straßenbeleuchtung. In diesen Zusammenhang kann vorgesehen sein, dass der Beleuchtungseinrichtung mittels der Photovoltaikanlage15 und/oder mittels des Energieversorgungsnetzes 17 und/oder mittels des stationären Akkumulators 20 elektrische Betriebsenergie bereitstellbar ist. Die Beleuchtungseinrichtung ist besonders energieeffizient betreibbar, wenn sie LED-Leuchtmittel aufweist (LED: light emitting diode - Leuchtdiode).
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Ladestation 1, insbesondere im Zusammenspiel mit der Möglichkeit, dass eine Person die Ladestation 1 als Sitzmöbel nutzt, ist es bevorzugt, wenn die Ladestation 1 wenigstens eine Möglichkeit bietet, einen weiteren elektrischen Akkumulator, beispielsweise einen Akkumulator eines persönlichen Handgeräts (Smartphone, Tablet, Laptop, Speicherakku bzw. „Powerbank“) zu laden. Durchgesetzt hat sich hierzu der USB-Standard, sodass bei der vorliegenden Ladestation 1 vorgesehen ist, dass diese wenigstens eine USB-Ladebuchse (zum Beispiel USB A, USB C etc.) aufweist. So ist für einen Nutzer der Ladestation 1 eine Möglichkeit bereitgestellt, sein persönliches Handgerät bzw. seine Handgeräte an der Ladestation 1 bzw. mittels der Ladestation 1 mit Ladeenergie zu versorgen, das heißt (wieder-)aufzuladen.
Des Weiteren ist bei der Ladestation 1 vorgesehen, dass diese einen WLAN-Router aufweist, durch welchen an der Ladestation 1 ein WLAN-Hotspot bereitgestellt wird. Heutzutage vorliegende Bestrebungen, insbesondere dicht besiedelte Gebiete, beispielsweise Städte, möglichst flächendeckend mit WLAN auszustatten, werden insoweit durch die Ladestation 1 unterstützt, insbesondere mit dem Gedanken, dass eine Vielzahl von derartigen Ladestationen 1 in der Stadt bzw. in dem entsprechend bebauten bzw. besiedelten Gebiet aufgestellt wird.
1 zeigt des Weiteren eine Begrenzungseinrichtung 21, wobei diese Begrenzungseinrichtung 21 zusammen mit der Ladestation 1 die Ladevorrichtung 2 bildet. Das bedeutet, dass die Ladevorrichtung 2 die Begrenzungseinrichtung 21 und die Ladestation 1 aufweist. Mittels der Begrenzungseinrichtung 21 ist ein Betriebsgebiet der Ladevorrichtung 2 abgegrenzt, beispielsweise für einen Nutzer der Ladevorrichtung 2 bzw. Ladestation 1 optisch markiert. Um einen Nutzer der Ladestation 1 bzw. der Ladevorrichtung 2 und/oder der Elektrofahrzeuge 3 dazu zu motivieren, das entsprechende Elektrofahrzeug 3 zumindest in dem Betriebsgebiet abzustellen und insbesondere den entsprechenden Traktionsakkumulator 4 mit Ladeenergie zu versorgen, ist vorgesehen, dass eine laufende Miete des entsprechenden Elektrofahrzeugs 3 nur dann von einem Nutzer bestimmungsgemäß beendet werden kann, wenn das entsprechende Elektrofahrzeug 3 in dem Betriebsgebiet, das heißt innerhalb der Begrenzungseinrichtung 21, abgestellt ist. Entscheidet sich der Nutzer, das Elektrofahrzeug 3 mit der Ladestation 1 zu koppeln, beispielsweise indem der Nutzer das Elektrofahrzeug 3 in eine der Arretiereinheiten 11 einsetzt und infolgedessen die Ladeanschlusselemente 7, 8 miteinander koppelt und/oder indem der Nutzer den entsprechenden Traktionsakkumulator 4 aus dem Elektrofahrzeug 3 herausnimmt und in eines der Akkufächer 6 einsetzt, kann eine Mietgebühr verringert werden und/oder eine Gutschrift erfolgen.
Um ein unbefugtes Entnehmen der Traktionsakkumulatoren 4 aus den entsprechenden Akkufächern 6 zu verhindern, ist bei der Ladestation 1 des Weiteren vorgesehen, dass die Traktionsakkumulatoren 4, die in den Akkufächern 6 angeordnet sind, gegen unbefugtes Herausnehmen gesichert sind. Hierzu weist die Ladestation 1 beispielsweise ein Sicherungselement 22 auf, welches im vorliegenden Beispiel - siehe 2 - eine Klappe aufweist, mittels derer die Akkufächer 6, gemeinsam oder einzeln, verschließbar bzw. sperrbar und/oder öffenbar bzw. freigebbar sind. Alternativ ist es denkbar, dass das jeweilige Akkufach 6 mittels einer eigens zugeordneten Klappe sperrbar/freigebbar ist, sodass die Ladestation 1 dann eine Vielzahl von Klappen bzw. Sicherungselementen 22 aufweist.
Bevorzugt ist das jeweilige Sicherungselement 22 mittels eines Softwareprogramms („App“) zwischen einer Freigabestellung und einer Sperrstellung verstellbar, wobei die App auf einem persönlichen Handgerät des Nutzers ausgeführt wird, etwa auf einem Smartphone. Hierbei ist beispielsweise vorgesehen, dass die App in eine bereits vorhandene/entwickelte E-Scooter-Steuerungs-App als Plugin und/oder als Update integriert wird. Eine solche E-Scooter-Steuerungs-App weist eine Bezahl- bzw. Abrechnungsfunktionalität auf, sodass in vorteilhafter Weise diese Abrechnungsfunktionalität zum Abrechnen der kostenpflichtigen Funktionalitäten der Ladestation 1 bzw. der Ladevorrichtung 2 herangezogen werden kann. Insoweit ist ein Entwicklungsaufwand für eine die Ladestation 1 bzw. die Ladevorrichtung 2 begleitende App besonders gering.
Das jeweilige Elektrofahrzeug 3 bzw. der jeweilige E-Scooter ist insbesondere umgerüstet worden, damit der E-Scooter mit der Ladestation 1 bzw. mit der Ladevorrichtung 2 kompatibel ist. Mit anderen Worten ist das Elektrofahrzeug 3 bzw. der E-Scooter aus einem herkömmlichen Elektrofahrzeug/E-Scooter hergestellt, bei welchem üblicherweise der herkömmliche Traktionsakkumulator nur unter Werkzeugeinsatz aus dem herkömmlichen Elektrofahrzeug entnehmbar, das heißt ausbaubar ist. Dementsprechend ist das jeweilige Elektrofahrzeug 3 besonders ressourcenschonend hergestellt, wodurch einem Gedanken an eine besonders vorteilhafte Ökobilanz der Ladestation 1 und der Elektrofahrzeuge 3 in besonderem Maße Rechnung getragen ist. Der jeweilige herkömmliche E-Scooter wird mit dem zweiten (elektrofahrzeugseitigen) Ladeanschlusselement ausgestattet und weiter dahingehend umgebaut, dass der Traktionsakkumulator 4 besonders aufwandsarm, insbesondere unter Ausbleiben eines erforderlichen Werkzeugeinsatzes, aus dem E-Scooter, insbesondere aus dessen Rahmen, entnehmbar ist. Hierdurch ist sichergestellt, dass ein Nutzer des E-Scooters bzw. der Ladestation 1 den Traktionsakkumulator besonders einfach zum Laden an die Ladestation 1 anschließen kann. Beispielsweise wird die Halteeinrichtung 5 in/an den Rahmen des herkömmlichen E-Scooters angebracht und zumindest eine Außengestalt des herkömmlichen Traktionsakkumulators derart modifiziert, dass dieser mit der Halteeinrichtung 5 und den Akkufächern 6 korrespondiert.
Die Ladestation 1 bzw. Ladevorrichtung 2 ist insbesondere als eine Pufferspeichereinrichtung für elektrische Energie ausgebildet, wobei ein elektrischer Pufferspeicher zum Beispiel durch die der Traktionsakkumulatoren 4 gebildet ist, die in den Akkufächern 6 angeordnet sind. Alternativ oder zusätzlich dazu kann der elektrische Pufferspeicher noch wenigstens einen weiteren elektrischen Akkumulator aufweisen, etwa den stationären Akkumulator 20. Steht beispielsweise aufgrund von mangelnder Sonneneinstrahlung auf die Photovoltaikanlage und/oder aufgrund einer (zum Beispiel infrastrukturell bedingten oder spitzenlastzeitbedingten) geringen Leistungsfähigkeit des Energieversorgungsnetzes 17 nur wenig elektrische Leistung zum Laden der an die Ladestation 1 bzw. Ladevorrichtung 2 angeschlossenen Elektrofahrzeuge 3 bzw. E-Scooter bereit, kann elektrische Energie, die bereits in den Traktionsakkumulatoren 4 in den Akkufächern 6 oder in dem stationären Akkumulator 20 gespeichert ist, zum Laden der E-Scooter bzw. Elektrofahrzeuge 3 genutzt werden. So ist eine Mobilität für die Nutzer besonders effizient gewährleistet.
Insgesamt zeigt die Erfindung, wie mittels der Ladestation 1, mittels der Ladevorrichtung 2 und mittels der Elektrofahrzeuge 3 ein besonders effizienter bzw. flexibler und insbesondere umweltfreundlicher Betrieb der Elektrofahrzeuge 3 bereitgestellt wird. Denn indem zumindest teilweise von dem Free-Floating-Konzept abgewichen wird, entfällt das chaotische bzw. ungeordnete Abstellen der Elektrofahrzeuge 3 bzw. der E-Scooter. Eine Unfallgefahr für andere Verkehrsteilnehmer, welche sich bei dem herkömmlichen Free-Floating-Konzept durch die ungeordnet abgestellten herkömmlichen E-Scooter ergibt, ist verringert, und für den Mobilitätsanbieter ergibt sich ein Imagegewinn bzw. eine bessere Akzeptanz.
Es ist vorgesehen, dass Anbieter, die eine entsprechende Konzession haben, die Ladestationen 1 bzw. Ladevorrichtungen 2 innerhalb ihres jeweiligen Geschäftsgebiets aufstellen und betreiben. Es ist den Anbietern dann ermöglicht, sich zumindest dem Free-Floating-Konzept zumindest anzunähern, indem die Anbieter besonders viele der Ladestationen 1 bzw. Ladevorrichtungen 2 im jeweiligen Geschäftsgebiet aufstellen.
Die Ladevorrichtung 2 bzw. das Ladehub kann als Teil einer dezentralen multimodalen Verkehrsstrategie, zum Beispiel an Bahnhöfen, Taxiständen, Einkaufszentren etc., aufgestellt werden. Die Ladestation 1 bzw. Ladevorrichtung 2 bietet des Weiteren den Vorteil, dass ein Verbringen der Elektrofahrzeuge 3 zu einer zentralen Ladestation, beispielsweise mittels eines Lastkraftwagens, und ein darauf folgendes Wiederverteilen der Elektrofahrzeuge 3 in vorteilhafter Weise entfällt. Auf diese Weise wird ein Kraftwagenverkehr reduziert, welcher bei herkömmlichen E-Scooter-Sharing-Konzepten derzeit üblich ist. Ferner ist eine Lebensdauer der E-Scooter in vorteilhafter Weise erhöht, insbesondere verglichen mit einer herkömmlichen zu erwartenden Lebensdauer von 12 Monaten, vervielfacht. Denn durch das häufig, insbesondere tägliche Verladen und Entladen der E-Scooter in den / aus dem Lastkraftwagen, werden die herkömmlichen E-Scooter übermäßig stark (mechanisch) beansprucht, was zu dieser vergleichsweise kurzen Lebensdauer führt. Indem dieses Ver-/Entladen bei mit der Ladestation 1 kompatiblen Elektrofahrzeugen 3 bzw. E-Scootern entfällt, ist eine höhere Lebensdauer für die Elektrofahrzeuge zu erwarten, was ökologisch und ökonomisch günstig ist.
Um fällige Reparaturen an den Elektrofahrzeugen 3, das heißt E-Scootern, zu erledigen, ist es beispielsweise denkbar, dass ein Servicemitarbeiter des entsprechenden Mobilitätsanbieters seinerseits mit einem E-Scooter die einzelnen Ladestationen 1 bzw. Ladevorrichtungen 2 abfährt, wodurch in vorteilhafter Weise eine Reichweite besonders hoch ist, da der E-Scooter des Servicemitarbeiters mit den Elektrofahrzeugen 3 korrespondiert, wodurch es dem Servicemitarbeiter ermöglicht ist, die Traktionsakkumulatoren 4 zum Fortbewegen seines E-Scooters zu nutzen.
Ein besonders vorteilhaftes Mikromobilitätssystem ist beispielsweise durch eine Vielzahl von Ladevorrichtungen 2 zusammen mit einer Flotte aus Elektrofahrzeugen 3, insbesondere E-Scootern, darstellbar.
Bezugszeichenliste

1: Ladestation
2: Ladevorrichtung
3: Elektrofahrzeug
4: Traktionsakkumulator
5: Halteeinrichtung
6: Akkufach
7: ladestationsseitiges (erstes) Ladeanschlusselement
8: elektrofahrzeugseitiges (zweites) Ladeanschlusselement
9: Ladeeinheit
10: Außenoberfläche
11: Arretiereinheit
12: Gehäuse
13: Oberseite
14: Dacheinrichtung
15: Photovoltaikanlage
16: Dachelement
17: Energieversorgungsnetz
18: Anschlussvorrichtung
19: Steuereinheit
20: stationärer Akkumulator
21: Begrenzungseinrichtung
22: Sicherungselement

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

WO 2020/070353 A1 [0004]
CN 209199247 U [0005]

Claims

Ladestation (1) für eine Ladevorrichtung (2) zum Laden eines Traktionsakkumulators (4) eines Elektrofahrzeugs (3), mit einer Vielzahl von Akkufächern (6), die jeweils mit dem Traktionsakkumulator (4) des Elektrofahrzeugs (3) korrespondieren, sodass der Traktionsakkumulator (4) zum Laden desselben aus dem Elektrofahrzeug (3) entnehmbar und in eines der Akkufächer (6) einsetzbar ist, sowie mit einem von den Akkufächern (6) unterschiedlichen Ladeanschlusselement (7), das mit einem Ladeanschlusselement (8) des Elektrofahrzeugs (3) korrespondiert, sodass das Elektrofahrzeug (3) und die Ladestation (4) über die Ladeanschlusselemente (7, 8) zum Laden des Traktionsakkumulators (4) aneinander anschließbar sind.
Ladestation (1) nach Anspruch 1, mit einer Ladeeinheit (9) , die das Ladeanschlusselement (7) und eine an einer Außenoberfläche (10) der Ladestation (1) angeordnete Arretiereinheit (11) umfasst, wobei unter einem Arretieren des Elektrofahrzeugs (3) in der Arretiereinheit (11) der Traktionsakkumulator (4) des Elektrofahrzeugs (3) und die Ladestation (1) miteinander elektrisch kontaktierbar sind, und wobei die Arretiereinheit (11) durch die Außenoberfläche (10) der Ladestation (1) gebildet ist.
Ladestation (1) nach Anspruch 1 oder 2, mit einem Gehäuse (12), welches aus Beton hergestellt ist.
Ladestation (1) nach Anspruch 3, wobei das Gehäuse (12) der Ladestation (1) eine Außengestalt eines Sitzmöbels aufweist.
Ladestation (1) nach Anspruch 2 und 3, wobei die Arretiereinheit (11) und das Gehäuse (12) einstückig miteinander ausgebildet sind.
Ladestation (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einer Dacheinrichtung (14), die eine Photovoltaikanlage (15) aufweist, mittels derer wenigstens ein elektrisch mit der Ladestation (1) verbundener oder verbindbarer Akkumulator (4, 20) ladbar ist, und mit einem Dachelement (16), das als ein Witterungsschutzelement ausgebildet ist, indem das Dachelement (16) eine Umgebung der Ladestation (1) zumindest teilweise überspannt.
Ladevorrichtung (2) für ein Elektrofahrzeug (3), mit einer nach einem der Ansprüche 1 bis 6 ausgebildeten Ladestation (1), und mit einer Begrenzungseinrichtung (21), mittels derer ein Betriebsgebiet der Ladevorrichtung (2) abgegrenzt ist.
Elektrofahrzeug (3) mit einer elektrischen Antriebseinheit und mit einem Traktionsakkumulator (4), der mit der Antriebseinheit des Elektrofahrzeugs (3) und mit einer nach einem der Ansprüche 1 bis 6 ausgebildeten Ladestation (1) verbindbar ist.
Elektrofahrzeug (3) nach Anspruch 8, welches als ein Elektrokleinstfahrzeug, insbesondere als ein Elektrotretroller, ausgebildet ist.
Elektrofahrzeug (3) nach Anspruch 8 oder 9 mit einem Ladeanschlusselement (8), das mit einem Ladeanschlusselement (7) einer nach einem Ansprüche 1 bis 6 ausgebildeten Ladestation (1) korrespondiert, sodass das Elektrofahrzeug (3) und die Ladestation (1) über die Ladeanschlusselemente (7, 8) zum Laden des Traktionsakkumulators (4) aneinander anschließbar sind.