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Technisches Gebiet
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Die Erfindung betrifft eine Ladevorrichtung mit wenigstens drei Ladeanschlüssen für jeweils ein Elektrofahrzeug. Die Erfindung betrifft außerdem die Verwendung einer solchen Ladevorrichtung zum Laden wenigstens eines Elektrofahrzeugs.
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Technischer Hintergrund
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Ladevorrichtungen für Elektrofahrzeuge können verschiedene Standards zur Steuerung von Ladevorgängen benutzen. Zu diesen Standards zählen unter anderem das Combined-Charging-System (CCS), welches Gleich- und Wechselstromladen ermöglicht, und CHAdeMO als reiner Gleichstrom-Ladestandard. Eine Ladevorrichtung kann dabei mehrere Ladeanschlüsse vom gleichen oder unterschiedlichen Standard besitzen. Beim Gleichstromladen wird in der Ladevorrichtung üblicherweise eine Konvertierung der Wechselspannung eines Versorgungsnetzes in eine Gleichspannung durchgeführt, wobei der Pegel der Gleichspannung auf einen vom Elektrofahrzeug angeforderten Wert eingestellt wird. Dazu sind Leistungskonverter nötig, welche eine Gleichrichtung der Wechselspannung durchführen und in einem zweiten Schritt den Pegel der durch die Gleichrichtung gewonnenen Gleichspannung einstellt. Die Ladeanschlüsse können die vorhandenen Leistungskonverter entsprechend der Architektur der Ladevorrichtung entweder sequenziell oder parallel nutzen. Bei sequenzieller Nutzung kann dabei immer nur eines der an die Ladevorrichtung angeschlossenen Fahrzeuge gleichzeitig geladen werden, während bei paralleler Nutzung mehrere Ladevorgänge gleichzeitig durchgeführt werden können.
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Aus
W01999/19959A ist eine Ladeanordnung bekannt, bei der von mehreren Leistungskonvertern bereitgestellte elektrische Leistung variabel zu einem von mehreren Ladeanschlüssen geroutet werden kann, indem die elektrische Leistung über eine Schalteranordnung zwischen den Ladeanschlüssen flexibel verteilt wird. Die Schalteranordnung zwischen den Leistungskonvertern einerseits und den Ladeanschlüssen andererseits wird häufig als Switching-Matrix (nachfolgend auch Schalteranordnung genannt) bezeichnet. Durch sie kann eine optimale Ausnutzung der installierten Leistungskonverter erreicht werden. Um einen maximalen Freiheitsgrad für das Routen zu erreichen, so dass die von jedem Leistungskonverter bereitgestellte Ausgangsleistung unabhängig von dem Routing der anderen Leistungskonverter zu jedem beliebigen Ladeanschluss durchgeschaltet werden kann, ist eine hohe Anzahl von Schaltern notwendig, die in der Lage sein müssen, die beim DC-Schnellladen auftretenden hohen Ladeströme zu führen, was zu entsprechend hohen Kosten führt.
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Die Erfindung macht es sich daher zur Aufgabe, eine verbesserte Ladevorrichtung einzuführen, die eine gute Ausnutzung der installierten Leistungskonverter bei geringem Aufwand für die Schalteranordnung gewährleistet.
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Die Erfindung löst diese Aufgabe durch eine Ladevorrichtung gemäß Anspruch 1. Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung bilden die Gegenstände der Unteransprüche.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Die Erfindung führt eine Ladevorrichtung mit wenigstens drei Leistungskonvertern, wenigstens drei Ladeanschlüssen für jeweils ein Elektrofahrzeug, einer zwischen jeweilige Ausgänge der Leistungskonverter und die Ladeanschlüsse geschalteten Schalteranordnung mit mehreren Schaltern, und einer mit den Leistungskonvertern, Steuerelektroden der Schalter und den Ladeanschlüssen verbundenen Steuereinheit ein. Die Steuereinheit ist dabei dazu ausgebildet, gemäß einer über einen eine Ladeleistung anfordernden Ladeanschluss empfangenen Ladeleistungsanforderung wenigstens einen der Leistungskonverter zur Bereitstellung der angeforderten Ladeleistung über die Schalteranordnung mit dem anfordernden Ladeanschluss zu verbinden. Erfindungsgemäß ist jeder Ausgang der Leistungskonverter über die Schalteranordnung mit genau zwei Ausgängen der jeweils anderen Leistungskonverter direkt verbindbar.
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Als „direkt verbindbar“ wird hier verstanden, dass ein Ausgangsstrom eines Leistungskonverters durch Schließen eines Schalters (oder z.B. zum Zweck der Reduktion der Sperrspannungen jedes Schalters auch einer Serienschaltung mehrerer Schalter oder zum Zweck der Erhöhung der Stromtragfähigkeit einer Parallelschaltung mehrerer Schalter) zu dem Ausgang des anderen, direkt verbindbaren Leistungskonverters gelangen kann, ohne dass ein Knoten zwischen den beiden Leistungskonvertern besteht, der über einen weiteren Pfad mit einem dritten Leistungskonverter verbunden oder verbindbar ist. Gelangt ein Ausgangsstrom eines Leistungskonverters hingegen über einen Knoten zu dem Ausgang eines anderen Leistungskonverters, mit dem ein dritter Leistungskonverter verbunden oder verbindbar ist, sind diese beiden Leistungskonverter hingegen nicht „direkt verbunden“ beziehungsweise „direkt verbindbar“. Die Erfindung sieht dementsprechend eine Verschaltung der Leistungskonverter zu einer Ringstruktur vor. Dadurch wird es möglich, die Ausgangsleistung jedes Leistungskonverters durch Schließen eines jeweiligen Schalters (beziehungsweise bei symmetrischer Ausführung eines jeweiligen Schalters für jeweils den elektrischen Pluspol und den elektrischen Minuspol) entweder im Uhrzeigersinn oder gegen den Uhrzeigersinn an den Ausgang eines benachbarten Leistungskonverters abzugeben. Ebenso kann der Ring durch Öffnen eines Schalters an beliebigen Stellen aufgetrennt werden. Beispielsweise kann der Ring in so viele Ringsegmente aufgetrennt werden, wie Elektrofahrzeuge an den Ladeanschlüssen der Ladevorrichtung gleichzeitig geladen werden sollen. Die Grenzen der Segmente können dabei unterschiedlich gewählt werden, je nachdem, wie viele Leistungskonverter zu einem gegebenen Zeitpunkt mit welchen Ladeanschluss verbunden sein sollen. Die Ringstruktur der Erfindung erreicht eine hohe Flexibilität beim Routen der Ausgangsleistung der Leistungskonverter bei einer geringen Zahl von Schaltern der Schalteranordnung.
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Die Ladevorrichtung besitzt vorzugsweise einen Versorgungsanschluss für eine Wechselspannung. Die wenigstens drei Leistungskonverter sind dabei mit dem Versorgungsanschluss verbunden und dazu ausgebildet, die Wechselspannung gleichzurichten und die gleichgerichtete Wechselspannung als eine Gleichspannung mit einem von der Steuereinheit vorgebbaren Pegel auszugeben. Alternativ ist es jedoch auch möglich, die Ladevorrichtung und damit die Leistungskonverter aus einer Gleichspannung zu versorgen.
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Bei bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung beträgt eine Anzahl der Leistungskonverter N (mit N größer als zwei), wobei die Schalteranordnung 2*N Schalter, insbesondere genau 2*N Schalter umfasst. Sind also beispielsweise drei Leistungskonverter vorgesehen, kann die Schalteranordnung sechs Schalter umfassen, sind vier Leistungskonverter vorgesehen, kann die Schalteranordnung acht Schalter umfassen und so weiter. Die gegenüber der Anzahl der Leistungskonverter doppelte Anzahl der Schalter ergibt sich dabei durch die gewünschte galvanische Trennung der mit Elektrofahrzeugen verbundenen Ladeanschlüsse voneinander, da diese erfordert, dass der Pluspol und der Minuspol der Ladeanschlüsse elektrisch von den anderen Ladeanschlüssen abgetrennt werden kann, wofür jeweilige Schalter vorgesehen werden müssen. Aus diesem Grund kann sich die Schalteranordnung in eine zwischen die ersten Ausgangspole (z.B. Pluspole) der N Leistungskonverter geschaltete erste Teilschalteranordnung und eine zwischen die zweiten Ausgangspole (z.B. Minuspole) der N Leistungskonverter geschaltete zweite Teilschalteranordnung unterteilen. Vorzugsweise besitzen dabei die erste Teilschalteranordnung und die zweite Teilschalteranordnung identische Schaltungstopologien.
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Besonders bevorzugt besitzt jeder Ladeanschluss eine jeweilige mit der Steuereinheit verbundene Trennvorrichtung, welche ausgebildet ist, den jeweiligen Ladeanschluss auf ein entsprechendes Steuersignal der Steuereinheit hin elektrisch abzutrennen. Dadurch wird es möglich, einen zeitweilig nicht verwendeten Ladeanschluss abzutrennen und die verfügbare Gesamtladeleistung der in der Ladevorrichtung installierten Leistungskonverter auf die in Betrieb befindlichen Ladeanschlüsse zu verteilen.
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Wenigstens ein Leistungskonverter der wenigstens drei Leistungskonverter kann eine Mehrzahl von ausgangsseitig zusammengeschalteten Leistungskonvertermodulen umfassen. Dadurch können in einfacher Weise Leistungskonverter unterschiedlicher summierter Ausgangsleistung realisiert werden, so dass Ladeanschlüsse mit unterschiedlichen Grundladeleistungen ermöglicht werden und somit Elektromobilitätskunden mit unterschiedlicher vertraglich zugesagter Servicequalität oder unterschiedliche Ladestandards bedient werden können, ohne fortlaufend die Ausgangsleistung von Leistungskonvertern über die Schalteranordnung zusammenzuschalten. Beispielsweise kann jeder der wenigstens drei Leistungskonverter eine elektrische Ausgangsleistung von wenigstens 50 Kilowatt aufweisen. Hierzu können z.B. für jeden der wenigstens drei Leistungskonverter drei oder mehr Leistungskonvertermodule mit jeweils 20 Kilowatt Ausgangsleistung zusammengeschaltet werden.
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Besonders bevorzugt ist eine Anzahl der Leistungskonverter gleich einer Anzahl der Ladeanschlüsse. Dabei kann jeder der wenigstens drei Leistungskonverter mit genau einem der wenigstens drei Ladeanschlüsse direkt verbindbar sein.
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Sofern hierin von einer „Steuereinheit“ die Rede ist, soll klar sein, dass diese Steuereinheit nicht aus einem einzigen Bauteil oder einer örtlich benachbarten Gruppe von Bauteilen bestehen muss, sondern auch eine verteilte Anordnung mehrerer Untersteuereinheiten sowie eine gemischte Implementierung als Hardware- und Softwarekomponenten vorgesehen werden kann.
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Ein zweiter Erfindungsaspekt betrifft die Verwendung einer erfindungsgemäßen Ladevorrichtung zum Laden wenigstens eines Elektrofahrzeugs.
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Figurenliste
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Abbildungen von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:
- 1 ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Ladevorrichtung;
- 2 die Ladevorrichtung von 1 mit einem angeschlossenen Elektrofahrzeug;
- 3 die Ladevorrichtung von 1 mit zwei angeschlossenen Elektrofahrzeugen;
- 4 die Ladevorrichtung von 1 mit zwei angeschlossenen Elektrofahrzeugen in einer alternativen Konfiguration; und
- 5 die Ladevorrichtung von 1 mit drei angeschlossenen Elektrofahrzeugen.
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Ausführliche Figurenbeschreibung
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1 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Ladevorrichtung 1 mit vier Leistungskonvertern 2-1, 2-2, 2-3, 2-4 und vier Ladeanschlüssen 3-1, 3-2, 3-3, 3-4. Grundsätzlich kann die erfindungsgemäße Ladevorrichtung 1 jedoch auch nur mit drei oder auch mehr als vier Leistungskonvertern umgesetzt werden. Ebenso ist es möglich, nur drei Ladeanschlüsse oder mehr als vier Ladeanschlüsse vorzusehen. Die Anzahl der Leistungskonverter ist dabei vorzugsweise gleich der Anzahl der Ladeanschlüsse, allerdings können auch voneinander abweichende Anzahlen vorgesehen werden.
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Vorliegend sind die Leistungskonverter 2-1, 2-2, 2-3, 2-4 als DC/DC-Steller ausgebildet, die aus einer von einem zentralen Gleichrichter 6 bereitgestellten Gleichspannung versorgt werden. Der Gleichrichter 6 wiederum wird von einer Wechselspannung eines Versorgungsnetzes 7 versorgt. Abweichend hiervon können die Leistungskonverter 2-1, 2-2, 2-3, 2-4 auch als AC/DC-Steller ausgebildet sein, also aus einer Wechselspannung an ihren Eingängen eine Gleichspannung mit einem wählbaren Pegel erzeugen. Dazu können die Leistungskonverter intern aus einer Gleichrichterstufe und einer DC/DC-Stellerstufe aufgebaut sein. Ebenfalls ist es möglich, die Ladevorrichtung 1 mit einer Gleichspannung zu versorgen, so dass die Ladevorrichtung 1 keinen Gleichrichter oder Gleichrichterstufen beinhaltet.
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Die DC/DC-Steller 2-1, 2-2, 2-3, 2-4 erzeugen gemäß einer Vorgabe einer Steuereinheit 5 eine von einem an einen der Ladeanschlüsse 3-1, 3-2, 3-3, 3-4 angeschlossenen Elektrofahrzeug zu einem gegebenen Zeitpunkt angeforderte Gleichspannung. Die Steuereinheit 5 kommuniziert hierzu mit dem Elektrofahrzeug über den Ladeanschluss 3-1, 3-2, 3-3 oder 3-4, an den das Elektrofahrzeug angeschlossen ist, und vereinbart mit dem Elektrofahrzeug die von der Ladevorrichtung 1 bereitzustellende Spannung. Jeder Ladeanschluss 3-1, 3-2, 3-3, 3-4 beinhaltet einen Trennvorrichtung, über die der jeweilige Ladeanschluss 3-1, 3-2, 3-3, 3-4 abgetrennt werden kann, so dass kein Strom durch den Ladeanschluss 3-1, 3-2, 3-3, 3-4 fließen kann.
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Die Leistungskonverter 2-1, 2-2, 2-3, 2-4 sind mit den Ladeanschlüssen 3-1, 3-2, 3-3, 3-4 über eine Schalteranordnung 4 verbunden. Die Schalteranordnung 4 ermöglicht es, den Ladeanschlüssen 3-1, 3-2, 3-3, 3-4 unterschiedliche Ladeleistungen zuzuordnen. Dadurch wird es nicht nur möglich, ungenutzte Leistungskonverter 2-1, 2-2, 2-3, 2-4 für Ladevorgänge mit einer höheren Ladeleistung zusammenzuschalten, sondern auch die Auslastung der Leistungskonverter 2-1, 2-2, 2-3, 2-4 untereinander auszugleichen, so dass die Leistungskonverter 2-1, 2-2, 2-3, 2-4 beispielsweise einer gleichmäßigen Alterung unterworfen werden können. Ebenso ist es für bestimmte Abschnitte eines Ladevorgangs möglich, zwischen unterschiedlichen Anzahlen oder - sofern die Leistungskonverter 2-1, 2-2, 2-3, 2-4 unterschiedlich aufgebaut sind - auch unterschiedliche Typen oder Kombinationen von Leistungskonvertern 2-1, 2-2, 2-3, 2-4 auszuwählen, um einen Arbeitspunkt mit einem besseren Wirkungsgrad zu ermöglichen.
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Die Schalteranordnung 4 besitzt eine Ringstruktur, so dass die Ausgänge jedes Leistungskonverters 2-1, 2-2, 2-3, 2-4 über jeweilige Schalter 4-1-1, ..., 4-3-2 mit den Ausgängen von genau zwei anderen Leistungskonvertern 2-1, 2-2, 2-3, 2-4 direkt verbindbar sind. Beispielsweise können die Ausgänge des Leistungskonverters 2-1 mit den Ausgängen der Leistungskonverter 2-4 und 2-2, die Ausgänge des Leistungskonverters 2-2 mit den Ausgängen der Leistungskonverter 2-1 und 2-3, die Ausgänge des Leistungskonverters 2-3 mit den Ausgängen der Leistungskonverter 2-2 und 2-4 und die Ausgänge des Leistungskonverters 2-4 mit den Ausgängen der Leistungskonverters 2-3 und 2-1 direkt verbunden werden. Hierzu sind in dem gezeigten Ausführungsbeispiel acht Schalter 4-1-1, 4-1-2, 4-2-1, 4-2-2, 4-3-1, 4-3-2, 4-4-1, 4-4-2 erforderlich, wobei immer zwei Schalter ein Paar bilden, um sowohl den Pluspol als auch den Minuspol der Leistungskonverter 2-1, 2-2, 2-3, 2-4 gleichermaßen verbinden oder abtrennen zu können. Die Schalteranordnung 4 der Erfindung besitzt damit eine geringe Anzahl von Schaltern, gewährt aber ein hohes Maß an Flexibilität bei der Zuordnung der von den Leistungskonvertern 2-1, 2-2, 2-3, 2-4 bereitstellbaren Ladeleistung zu den an die Ladeanschlüsse 3-1, 3-2, 3-3, 3-4 angeschlossenen Elektrofahrzeugen.
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Die Schalteranordnung 4 des Beispiels der 1 kann als logisch in Teilschalteranordnungen aufgeteilt angesehen werden, wobei die Schalter 4-1-1, 4-2-1, 4-3-1 und 4-4-1 eine erste Teilschalteranordnung und die Schalter 4-1-2, 4-2-2, 4-3-2 und 4-4-2 eine zweite Teilschalteranordnung mit einer zu der der ersten Teilschalteranordnung identischen Schaltertopologie bilden.
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2 zeigt die Ladevorrichtung von 1 mit einem angeschlossenen Elektrofahrzeug 8, welches an den Ladeanschluss 3-1 angeschlossen ist. Da zu dem gezeigten Zeitpunkt lediglich ein Elektrofahrzeug 8 mit der Ladevorrichtung 1 verbunden ist, kann dieses mit der kombinierten Ladeleistung aller Leistungskonverter 2-1, 2-2, 2-3, 2-4 und dementsprechend mit geringen Ladezeiten geladen werden. Zu diesem Zweck schließt die Steuereinheit 5 die Trennvorrichtung des Ladeanschlusses 3-1, während diejenigen der anderen Ladeanschlüsse 3-2, 3-3, 3-4 geöffnet bleiben. Außerdem schließt die Steuereinheit 5 sämtliche Schalter 4-1-1, ..., 4-4-2 der Schalteranordnung 4, so dass alle Ausgänge der Leistungskonverter 2-1, 2-2, 2-3, 2-4 miteinander verschaltet werden (es könnte auch einer der Schalter geöffnet bleiben, allerdings würden die Leitungsverluste vergrößert und somit die Effizienz der Anordnung verringert werden). Natürlich kann die Steuereinheit 5 auch einzelne Leistungskonverter 2-1, 2-2, 2-3, 2-4 deaktivieren, um einen noch höheren Freiheitsgrad bei der Bereitstellung von Ladeleistung zu erreichen. Dies kann dann besonders sinnvoll sein, wenn Leistungskonverter 2-1, 2-2, 2-3, 2-4 mit unterschiedlichen maximalen Ladeleistungen oder unterschiedlichen Wirkungsgraden oder Wirkungsgradverläufen in Abhängigkeit der momentanen Ladeleistung in der Ladevorrichtung 1 verbaut sind.
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Offensichtlich kann das einzelne Elektrofahrzeug 8 an einen beliebigen Ladeanschluss 3-1, 3-2, 3-3, 3-4 angeschlossen werden, ohne dass sich etwas wesentliches an den möglichen Betriebsweisen der Ladevorrichtung 1 ändern würde. Allerdings ist vorstellbar, dass die Ladeanschlüsse 3-1, 3-2, 3-3, 3-4 mit unterschiedlichen Ladesteckerformaten ausgestattet sind, die nur den Anschluss von Elektrofahrzeugen mit einer passenden Ladebuchse erlauben.
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3 zeigt die Ladevorrichtung von 1 mit zwei angeschlossenen Elektrofahrzeugen 8, wobei gegenüber der 2 ein zweites Elektrofahrzeug 8 an den Ladeanschluss 3-3 angeschlossen ist. In der gezeigten Betriebsweise der Schalteranordnung 4 sind beide Elektrofahrzeuge 8 mit zwei der Leistungskonverter 2-1, 2-2, 2-3, 2-4 verbunden: das an den Ladeanschluss 3-1 angeschlossene mit den Leistungskonvertern 2-1 und 2-2 und das an den Ladeanschluss 3-3 angeschlossene mit den Leistungskonvertern 2-3 und 2-4. Es wäre jedoch auch möglich, eines der Elektrofahrzeuge 8 mit drei Leistungskonvertern und das andere mit nur einem zu verbinden. Hierzu könnten beispielsweise abweichend von 3 entweder die Schalter 4-3-1 und 4-3-2 geöffnet und die Schalter 4-4-1 und 4-4-2 geschlossen werden (das Elektrofahrzeug 8 an Ladeanschluss 3-1 wird mit den Leistungskonvertern 2-1, 2-2 und 2-4 verbunden, während das an Ladeanschluss 3-3 angeschlossene Elektrofahrzeug 8 lediglich mit dem Leistungskonverter 2-3 verbunden wird) oder aber die Schalter 4-1-1 und 4-1-2 geöffnet und 4-2-1 und 4-2-2 geschlossen werden (das Elektrofahrzeug 8 an Ladeanschluss 3-3 wird mit den Leistungskonvertern 2-2, 2-3 und 2-4 verbunden, während das an Ladeanschluss 3-1 angeschlossene Elektrofahrzeug 8 nur mit dem Leistungskonverter 2-1 verbunden wird).
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Dadurch können die Elektrofahrzeuge 8 abhängig von einem vertraglich vereinbarten Ladetarif oder auch abhängig von dem jeweiligen Ladezustand, der technischen Ausführung des jeweiligen Elektrofahrzeugs oder dem Zeitpunkt innerhalb der jeweiligen Ladevorgänge variabel mit den Leistungskonvertern 2-1, 2-2, 2-3, 2-4 verbunden werden.
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4 zeigt die Ladevorrichtung von 1 mit zwei angeschlossenen Elektrofahrzeugen in einer alternativen Konfiguration, bei der das gegenüber dem Beispiel der 2 hinzugekommene Elektrofahrzeug 8 an den Ladeanschluss 3-2 angeschlossen ist, der unmittelbar benachbart zu dem Ladeanschluss 3-1 ist. Es ist leicht zu erkennen, dass auch hier jedem Ladeanschluss 3-1, 3-2 beziehungsweise daran angeschlossenen Elektrofahrzeug 8 zwei der Leistungskonverter 2-1, 2-2, 2-3, 2-4 zugeordnet werden können, nämlich wie in 4 gezeigt dem ersten Ladeanschluss 3-1 die Leistungskonverter 2-1 und 2-4 und dem zweiten Ladeanschluss 3-3 die Leistungskonverter 2-2 und 2-3. Ebenfalls ist es möglich, einem beliebigen der beiden Elektrofahrzeuge 8 drei Leistungskonverter und dem anderen den verbleibenden vierten Leistungskonverter zuzuordnen. Hierzu können entweder die Schalter 4-4-1 und 4-4-2 geöffnet und die Schalter 4-3-1, 4-3-2 geschlossen werden (der Ladeanschluss 3-2 wird mit den Leistungskonvertern 2-2, 2-3 und 2-4 verbunden) oder aber die Schalter 4-3-1, 4-3-2 geschlossen und die Schalter 4-2-1, 4-2-2 geöffnet werden (der Ladeanschluss 3-1 wird mit den Leistungskonvertern 2-1, 2-3 und 2-4 verbunden). Dementsprechend ist es bei einer Auslastung des gezeigten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Ladevorrichtung 1 mit zwei Elektrofahrzeugen 8 gleichgültig, an welche Ladeanschlüsse 3-1, 3-2, 3-3, 3-4 die Elektrofahrzeuge 8 zum Laden angeschlossen werden.
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5 zeigt die Ladevorrichtung von 1 mit drei angeschlossenen Elektrofahrzeugen 8, wobei nur der Ladeanschluss 3-4 frei bleibt. Hierbei kann jedes Elektrofahrzeug 8 aus einem Leistungskonverter geladen werden. Der Leistungskonverter 2-4 ist gemäß dem gezeigten Schaltzustand der Schalteranordnung 4 zusätzlich zu dem Leistungskonverter 2-3 mit dem Ladeanschluss 3-3 verbunden, so dass das an diesen Ladeanschluss 3-3 angeschlossene Elektrofahrzeug 8 mit einer höheren Ladeleistung geladen werden kann.
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Ebenso wäre es auch möglich, die Schalter 4-3-1 und 4-3-2 zu öffnen und die Schalter 4-4-1 und 4-4-2 zu schließen, wodurch der Leistungskonverter 2-4 dem Ladeanschluss 3-1 zugeordnet würde. Nicht möglich ist es hingegen in dieser Konfiguration mit drei Elektrofahrzeugen 8, dem Ladeanschluss 3-2 mehr als einen Leistungskonverter 2-1, 2-2, 2-3, 2-4 zuzuordnen, bevor nicht einer der Ladevorgänge der an den benachbarten Ladeanschlüssen 3-1 und 3-3 angeschlossenen Elektrofahrzeuge 8 beendet ist (oder ein solcher Ladevorgang zugunsten des Ladens über den Ladeanschluss 3-2 unterbrochen wird). Dieser Einschränkung der Freiheit des Zuordnens der Leistungskonverter 2-1, 2-2, 2-3, 2-4 zu den Ladeanschlüssen 3-1, 3-2, 3-3, 3-4 steht jedoch der besonders geringe Aufwand für die erfindungsgemäße ringförmige Schalteranordnung 4 vorteilhaft gegenüber. Tatsächlich ist für eine Ladevorrichtung 1 mit mehreren Ladeanschlüssen 3-1, 3-2, 3-3, 3-4 eine Auslastung mit drei oder vier Elektrofahrzeugen, die jeweils gleichzeitig eine hohe Ladeleistung nachfragen, unwahrscheinlich, so dass vorteilhaft Kosten für die Schalteranordnung 4 eingespart und dennoch mehreren Kunden gleichzeitig ein Laden mit hoher Ladeleistung angeboten werden kann. Gegenüber einer entsprechenden Anzahl von Ladevorrichtungen mit nur jeweils einem Ladeanschluss kann außerdem eine erhebliche Anzahl von Leistungskonvertern eingespart werden, obwohl dennoch schnelles Laden mit einer hohen Ladeleistung angeboten werden kann. Dies ist insbesondere auch deshalb vorteilhaft, weil erfahrungsgemäß häufig Elektrofahrzeuge auch noch nach Abschluss eines Ladevorgangs an die Ladevorrichtung angeschlossen bleiben (beispielsweise für die Dauer eines Arbeitstages oder einer Nacht) und den jeweiligen Ladeanschluss auf diese Weise besetzt halten.
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Die Erfindung wurde anhand von Abbildungen von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Die gezeigten Beispiele sollen dabei lediglich zum besseren Verständnis der Erfindung dienen und diese, wie sie ausschließlich von den nachfolgenden Patentansprüchen definiert wird, nicht beschränken.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Ladevorrichtung
- 2-1, 2-2, 2-3, 2-4
- Leistungskonverter
- 3-1, 3-2, 3-3, 3-4
- Ladeanschluss
- 4
- Schalteranordnung
- 4-1-1, 4-1-2, ..., 4-4-1, 4-4-2
- Schalter
- 5
- Steuereinheit
- 6
- Gleichrichter
- 7
- Versorgungsnetz
- 8
- Elektrofahrzeug
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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