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Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum Laden von elektrisch antreibbaren Fortbewegungsmitteln an einer Vielzahl von Ladepositionen und ein Verfahren zum Laden von elektrisch antreibbaren Fortbewegungsmitteln an einer Vielzahl von Ladepositionen.
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Aus dem Stand der Technik sind Ladesäulen für elektrisch antreibbare Fahrzeuge bekannt, die stationär oder als Wallboxen im öffentlichen oder privaten Raum fest installiert sind. Die Ladesäulen sind einem oder zwei Parkplätzen zugeordnet und zum Beladen einer Batterie eines Elektrofahrzeugs wird vom Nutzer ein Kabel an seinem Elektrofahrzeug und an der Ladesäule angeschlossen. Die mit einer Ladesäule eingerichteten Parkplätze im urbanen Raum sind ausschließlich für das temporäre Abstellen von Elektrofahrzeugen während des Ladevorgangs vorgesehen und dürfen häufig zu keinen anderen Parkzwecken genutzt werden.
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In der
DE 10 2020 207 042 A1 wird eine Vorrichtung zum Aufladen eines elektrochemischen Speichers eines Elektrofahrzeugs offenbart, wobei die Vorrichtung in einen Bordstein integriert und in einer Nichtgebrauchstellung vertikal in diesen versenkbar ist.
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Die
DE 10 2020 123 798 A1 offenbart ein Verfahren zur Erzeugung und Abgabe von Ladestrom für ein Elektrofahrzeug in einer Ladesäule.
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Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Anordnung für eine Ladesäule bereitzustellen, wobei die Ladesäule an verschiedenen Positionen zur Ladung eines elektrisch antreibbaren Fortbewegungsmittels genutzt werden kann.
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Die Lösung der vorstehend identifizierten Aufgabe erfolgt durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche. Die Unteransprüche haben bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung zum Inhalt.
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Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Anordnung zum Laden von elektrisch antreibbaren Fortbewegungsmitteln an einer Vielzahl von Ladepositionen vorgeschlagen. Das elektrisch antreibbare Fortbewegungsmittel kann beispielsweise ein Straßenfahrzeug wie ein PKW, insbesondere Elektrofahrzeug, ein LKW, ein Motorrad, ein Transporter usw. sein. Die Anordnung kann insbesondere eine Ladesäule umfassen, wobei die Ladesäule insbesondere ein Gehäuse sowie eine Stromzuführung umfasst. Das Gehäuse hat vorzugsweise eine Querausdehnung sowie eine Längsausdehnung und ist vorzugsweise witterungsbeständig ausgestaltet. Die Stromführung kann an ein Stromversorgungsnetz angeschlossen sein, welches vorzugsweise Spannungen bis 230V und/oder Drehstrom bis 400V oder davon abweichende Spannungen bereitstellt. An dem Gehäuse der Ladesäule ist weiter vorzugsweise eine Ladesteckdose zum elektrischen Verbinden der Stromzuführung der Ladesäule mit einem Energiespeicher eines zu ladenden elektrisch antreibbaren Fortbewegungsmittels angeordnet. Mit anderen Worten kann das zu ladende elektrisch antreibbare Fortbewegungsmittel beispielsweise mittels eines Verbindungselementes (z.B. Kabel, insbesondere ICCB-Ladekabel) vorzugsweise über die Ladesteckdose mit der Ladesäule verbunden werden. Die Ladesäule ist vorzugsweise dazu eingerichtet, über die Ladesteckdose Spannungen bis 230V oder Spannungen bis 400 V oder Spannungen bis 800 V oder davon abweichende Spannungen zum Laden eines Energiespeichers, insbesondere eines elektrochemischen Traktionsenergiespeichers und/oder eines Hochvoltspeichers, eines elektrischen Fortbewegungsmittels bereitzustellen. Der Energiespeicher/Traktionsbatterie/Batterie des zu ladenden elektrischen Fortbewegungsmittels ist vorzugsweise zum häufigen Laden eingerichtet. Die Ladesäule ist vorzugsweise an einer ersten Führungseinrichtung angeordnet. Zusätzlich oder alternativ kann die Ladesäule eine Führung aufweisen, welche eingerichtet ist, mit der ersten Führungseinrichtung zu korrespondieren. Die Führung kann beispielsweise als Gleitlager ausgeführt sein. Zusätzlich oder alternativ kann die Führung mittels Rollen/Walzen ausgeführt sein. Schließlich kann die Führung als formschließende Führung ausgestaltet sein. Die erste Führungseinrichtung kann beispielsweise als Führungsschiene ausgestaltet sein. Zusätzlich oder alternativ kann die erste Führungsschiene als Gelenkarm (Schwenklager) ausgestaltet sein. Die erste Führungseinrichtung weist vorzugsweise einen vordefinierten Verschiebeweg auf. Der Verschiebeweg kann horizontal orientiert sein. Zusätzlich oder alternativ kann der Verschiebeweg auf einer Kreisbahn gelegen sein. Zusätzlich oder alternativ kann der Verschiebeweg vertikal orientiert sein. Schließlich kann der Verschiebeweg eine Kombination aus einem horizontal orientierten Verschiebeweg und/oder einem kreisförmigen Verschiebeweg und/oder einem vertikalen Verschiebeweg enthalten. Die erste Führungseinrichtung in Verbindung mit dem Verschiebeweg ermöglicht insbesondere ein Verschieben der Ladesäule auf dem Verschiebeweg der ersten Führungseinrichtung in einer ersten Richtung von einer ersten Ladeposition zu einer zweiten Ladeposition oder von einer weiteren Ladeposition auf der ersten Führungsschiene und zu einer weiteren Ladeposition auf der ersten Führungsschiene.
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Die Ladesäule kann vorzugsweise stehend an der ersten Führungseinrichtung angeordnet sein. Mit anderen Worten kann die Ladesäule an der Unterseite der Ladesäule mit der ersten Führungseinrichtung wirkverbunden sein. Die an der Unterseite der Ladesäule wirkverbundene erste Führungseinrichtung kann beispielsweise in eine Bodenfläche eingelassen sein. Zusätzlich oder alternativ kann die Ladesäule hängend an der ersten Führungseinrichtung angeordnet sein. Mit anderen Worten kann die Ladesäule an der Oberseite der Ladesäule mit der ersten Führungseinrichtung wirkverbunden sein und/oder mittels eines Halteelements hängend mit der ersten Führungseinrichtung wirkverbunden sein. Eine hängend mit der Ladesäule wirkverbundene erste Führungseinrichtung kann beispielsweise an einer Gebäudedecke (z.B. in einer Garage oder in einem Parkhaus) montiert sein. Zusätzlich oder alternativ kann eine hängend mit der Ladesäule wirkverbundene erste Führungseinrichtung einen einseitig gelagerten, waagerechten Balken (Kragarm) aufweisen.
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Die erste Führungseinrichtung kann bevorzugt als ein Schienensystem ausgestaltet sein. Das Schienensystem kann bevorzugt ein Profil aufweisen. Das Profil ist vorzugsweise im Querschnitt der Schiene über die Länge der Schiene extrudiert. Das Profil kann vorzugsweise derart ausgeführt sein, dass eine kippstabile Führung der Ladesäule gewährleistet wird.
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Besonders vorteilhaft ist die Ladesäule mit der ersten Führungseinrichtung wirkverbunden. Die Wirkverbindung kann beispielsweise durch eine Führung realisiert sein. Die Führung kann vorzugsweise kippstabil ausgeführt sein. Zusätzlich oder alternativ kann die Wirkverbindung durch eine Arretierungseinrichtung realisiert sein. Zusätzlich oder alternativ kann die Wirkverbindung durch eine elektrische Verbindung mit dem Ansinnen einer elektrischen Stromführung realisiert sein. Die elektrische Stromführung kann beispielsweise mittels Schleifkontakt realisiert sein. Zusätzlich oder alternativ kann die elektrische Stromführung mittels eines Stromabnehmers realisiert sein. Schließlich kann die elektrische Stromführung beispielsweise durch eine Kabelverbindung umgesetzt sein.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung umfasst die Ladesäule und/oder die erste Führungseinrichtung zusätzlich ein Verriegelungselement. Das Verriegelungselement kann auch ein Teilelement an der Ladesäule und ein dazu korrespondierendes zweites Teilelement an der ersten Führungseinrichtung oder andersherum umfassen. Das Verriegelungselement kann vorzugsweise einen geschlossenen Zustand aufweisen, in welchem die Ladesäule an der ersten und/oder zweiten Ladeposition oder einer beliebigen weiteren Ladeposition temporär fixiert ist. Vorzugsweise kann das Verriegelungselement zusätzlich oder alternativ einen offenen Zustand aufweisen, in welchem die Ladesäule von einer ersten Ladeposition zu einer zweiten Ladeposition oder von einer beliebigen weiteren Ladeposition zu einer beliebigen anderen Ladeposition überführt werden kann. Das Verriegelungselement kann beispielsweise formgebunden ausgeführt sein. In diesem Sinn kann beispielsweise ein an der ersten Führungseinrichtung angeordneter Verriegelungsbolzen (Schlüsselelement) in ein dazu korrespondierendes Bauteil (Schlosselement) an der Ladesäule eingeführt und vorteilhafter Weise vor Herausrutschen gesichert werden. Zusätzlich oder alternativ kann das Verriegelungselement kraftgebunden ausgeführt sein. In diesem Sinn kann beispielsweise ein an der ersten Führungseinrichtung angeordneter insbesondere gummierter Verriegelungsbolzen mit einem vordefinierten Anpressdruck gegen die Ladesäule gedrückt werden. Zusätzlich oder alternativ kann das Verriegelungselement an einer an der ersten Führungseinrichtung hängend angeordneten Ladesäule als in der Höhe verstellbare Räder oder Rollen an der Ladesäule angeordnet sein, wobei die Ladesäule im geschlossenen Zustand des Verriegelungselements mit einem vordefinierten Anpressdruck an die Decke gedrückt wird und die Rollen im geöffneten Zustand des Verriegelungselements Deckenkontakt haben und ein vordefinierter Abstand zwischen dem Boden und der Unterkante des Gehäuses vorliegt, so dass die Ladesäule bewegbar ist. Zusätzlich oder alternativ kann das Verriegelungselement schwerkraftgebunden ausgeführt sein. In diesem Sinne kann das Verriegelungselement, an einer auf der ersten Führungseinrichtung stehend angeordneten Ladesäule, als in der Höhe verstellbare Räder oder Rollen an der Ladesäule angeordnet sein, wobei die Rollen im geöffneten Zustand des Verriegelungselements Bodenkontakt haben und ein vordefinierter Abstand zwischen dem Boden und der Unterkante des Gehäuses vorliegt, so dass die Ladesäule bewegbar ist, und die Rollen im geschlossenen Zustand des Verriegelungselements keinen Bodenkontakt haben und kein Abstand zwischen dem Boden und der Unterkante des Gehäuses vorliegt, so dass die Ladesäule temporär fixiert ist.
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Die Anordnung kann zudem ein Bedienelement umfassen, welches dafür eingerichtet ist, das Verriegelungselement zu bedienen. Dazu kann das Betätigen des Verriegelungselements bei einem geschlossenen Zustand des Verriegelungselements zum Öffnen des Verriegelungselementes und andersherum führen. Das Bedienelement kann beispielsweise als Taster ausgeführt sein. Der Taster kann beispielsweise mit einem Elektromotor wirkverbunden sein, welcher eine Zustandsänderung des Verriegelungselementes herbeiführt. Zusätzlich oder alternativ kann das Bedienelement softwaretechnisch ausgeführt und beispielsweise über ein digitales Anwenderendgerät bedienbar ausgeführt sein. Schließlich kann das Bedienelement als Hebel ausgeführt sein. Der Hebel kann beispielsweise mechanisch mit dem Verriegelungselement wirkverbunden sein.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist die erste Führungseinrichtung dazu eingerichtet Strom zu führen. Hierfür kann die Führungseinrichtung beispielsweise mit einer Stromschiene ausgerüstet sein. Zusätzlich kann die Stromzuführung an der Ladesäule vorteilhafterweise mit der Stromführung der ersten Führungsschiene elektrisch verbunden sein. Die elektrische Verbindung kann beispielsweise mittels Schleifkontakten hergestellt sein. Zusätzlich oder alternativ kann die elektrische Verbindung kabelgebunden hergestellt sein. Schließlich kann die elektrische Verbindung mittels eines Stromabnehmers hergestellt sein.
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Die Anordnung kann zusätzlich beispielsweise eine Anwenderschnittstelle umfassen. Die Anwenderschnittstelle kann zum Starten eines Ladevorgangs eingerichtet sein. Zusätzlich oder alternativ kann die Anwenderschnittstelle zum Beenden eines Ladevorgangs eingerichtet sein. Die Anwenderschnittstelle kann beispielsweise an dem Gehäuse der Ladesäule angeordnet sein. Hierfür kann am Gehäuse beispielsweise ein berührungssensitives Display angeordnet sein. Zusätzlich oder alternativ kann die Anwenderschnittstelle derart eingerichtet sein, dass ein Nutzer ein ihm zugeordnetes mobiles Endgerät, z.B. Smartphone, Tablet, o.ä., zum Starten und/oder Beenden eines Ladevorgangs nutzt. Schließlich kann die Anwenderschnittstelle derart eingerichtet sein, dass ein Nutzer diese mittels Sprachbefehl und/oder akustischem Signal bedient.
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Weiter kann die Anordnung zusätzlich zu der ersten Führungseinrichtung eine zweite Führungseinrichtung umfassen. Die zweite Führungseinrichtung ist vorzugsweise dazu eingerichtet, dass die Ladesäule auf der zweiten Führungseinrichtung in einer zweiten Richtung verschieblich ist. Die zweite Richtung ist vorzugsweise in einer anderen Richtung als die erste Richtung orientiert. Vorteilhafter Weise ist die zweite Richtung in der gleichen Ebene wie die erste Richtung orientiert. Besonders vorteilhaft weist die zweite Richtung eine orthogonale Komponente im Bezug zur ersten Richtung auf. Zusätzlich oder alternativ kann die Anordnung zusätzlich eine dritte Führungseinrichtung umfassen. Die dritte Führungseinrichtung ist vorzugsweise dazu eingerichtet, dass die Ladesäule auf der dritten Führungseinrichtung in einer dritten Richtung verschieblich ist. Die dritte Richtung ist vorzugsweise in einer anderen Richtung als die erste Richtung und als die zweite Richtung orientiert. Vorteilhafter Weise weist die dritte Richtung eine orthogonale Komponente in Bezug auf die von der ersten Richtung und zweiten Richtung aufgespannten Fläche auf. Für die zweite Führungseinrichtung und für die dritte Führungseinrichtung gelten dieselben Ausgestaltungsmöglichkeiten, die bereits für die erste Führungseinrichtung beschrieben wurde.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist zusätzlich eine zweite Ladesäule in der Anordnung angeordnet. Diese kann vorteilhafter Weise auf derselben ersten Führungseinrichtung angeordnet sein und auf dieser von der ersten Ladeposition zur zweiten Ladeposition oder von und zu jeder weiteren Ladeposition verschoben werden. Für die zweite Ladesäule gelten dieselben Ausgestaltungsmöglichkeiten, die bereits für die Ladesäule beschrieben wurden. Zusätzlich oder alternativ kann die zweite Ladesäule auch an einer zweiten Führungseinrichtung und/oder dritten Führungseinrichtung angeordnet sein. Schließlich können auch weitere als die Ladesäule und die zweite Ladesäule in der Anordnung angeordnet sein. Es kann beispielsweise softwaretechnisch unter Berücksichtigung der aktuellen Positionierungen der Ladesäulen und der Verschiebewege eine für den Ladevorgang eines elektrisch antreibbaren Fortbewegungsmittels bevorzugt zu nutzende Ladesäule definiert werden.
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Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Laden von elektrisch antreibbaren Fortbewegungsmitteln an einer Vielzahl Ladepositionen vorgeschlagen. In einem ersten Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens wird ein zu ladendes elektrisch antreibbares Fortbewegungsmittel an einer ersten vordefinierten Ladeposition positioniert. Hierfür kann das elektrisch antreibbare Fortbewegungsmittel beispielsweise auf einer gekennzeichneten Parkfläche abgestellt werden. In einem zweiten Schritt wird eine auf einem Schienensystem angeordnete Ladesäule bis zur ersten vordefinierten Ladeposition verschoben. In einem dritten Schritt wird die Ladesäule an der ersten vordefinierten Ladeposition verriegelt und anschließend der Ladevorgang zum Laden der Batterie des elektrisch antreibbaren Fortbewegungsmittels gestartet.
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Die Merkmale, Merkmalskombinationen sowie die sich aus diesen ergebenden Vorteile entsprechen den in Verbindung mit dem erstgenannten Erfindungsaspekt ausgeführten derart ersichtlich, dass zur Vermeidung von Wiederholungen auf die obigen Ausführungen verwiesen wird.
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Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und den Figuren. Es zeigen:
- 1 eine schematische Übersicht einer erfindungsgemäßen Anordnung und
- 2 ein Flussdiagramm veranschaulichend Schritte eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Verfahrens.
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1 zeigt eine schematische Übersicht einer erfindungsgemäßen Anordnung zum Laden eines Elektrofahrzeugs 14 in der Draufsicht. Auf einer Parkfläche 1 sind nebeneinander ein erster Parkplatz 2, ein zweiter Parkplatz 3, ein dritter Parkplatz 4 sowie ein vierter Parkplatz 5 angeordnet. An der Stirnseite der Parkplätze 2, 3, 4, 5 ist eine profilierte Führungsschiene 6 in den Boden eingelassen. Auf der profilierten Führungsschiene ist eine Ladesäule 7 angeordnet, welche auf der Unterseite eine zur profilierten Führungsschiene 6 korrespondierende Führung aufweist und auf der profilierten Führungsschiene 6 zwischen den Ladepositionen 10, 11, 12, 13 verschieblich ist. Die erste Ladeposition 10 ist dabei dem ersten Parkplatz 2 zugeordnet, die zweite Ladeposition 11 ist dem zweiten Parkplatz 3 zugeordnet, die dritte Ladeposition 12 ist dem dritten Parkplatz 4 zugeordnet und die vierte Ladeposition 13 ist dem vierten Parkplatz 5 zugeordnet. An der Ladesäule 7 ist ein Hebel 9 angeordnet, welcher in eine erste oder eine zwei Position gebracht werden kann, wobei die Position der Ladesäule 7 bei der ersten Position des Hebels 9 fixiert ist und die Fixierung bei der zweiten Position des Hebels 9 aufgehoben ist, so dass die Ladesäule 7 auf der profilierten Führungsschiene 6 bewegt werden kann. Zudem ist an der Ladesäule 7 ein erster elektrischer Stromanschluss 8 angeordnet, welcher zum Zwecke einer elektrischen Ladung eines Elektrofahrzeuges 14 für eine elektrische Verbindung mit dem zweiten elektrischen Stromanschluss 15, welcher sich an dem Elektrofahrzeug 14 befindet, eingerichtet ist. Unter Verwendung der erfindungsgemäßen Anordnung parkt ein Fahrer 16 des Elektrofahrzeugs 14 das Elektrofahrzeug 14 auf dem zweiten Parkplatz 3 und geht zu der Ladesäule 7, welche sich an einer anderen als der zweiten Ladeposition 11 befindet. Das Elektrofahrzeug 14 weist einen zweiten elektrischen Stromanschluss 15 auf, welcher eingerichtet ist. zum Laden eines Energiespeichers des Elektrofahrzeugs 14 Strom von einer externen Quelle an den Energiespeicher des Elektrofahrzeugs 14 zu leiten. Der Fahrer 16 hebt unter Betätigung des Hebels 9 die Fixierung der Ladesäule 7 auf und verschiebt die Ladesäule 7 zu der dem zweiten Parkplatz 3 zugeordneten zweiten Ladeposition 11. Der Fahrer 16 fixiert die Ladesäule 7 an der zweiten Ladeposition 11 unter Betätigung des Hebels 9 und stellt zum Zwecke der Ladung seines Elektrofahrzeugs 14 mittels eines Kabels eine elektrische Verbindung zwischen dem ersten elektrischen Stromanschluss 8 und dem zweiten elektrischen Stromanschluss 15 her und startet den Ladevorgang des ihm zugeordneten Elektrofahrzeugs 14.
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2 zeigt ein Flussdiagramm veranschaulichend Schritte eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Laden von elektrisch antreibbaren Fortbewegungsmitteln 14 an einer Vielzahl von Ladepositionen 10, 11, 12, 13. In einem ersten Schritt 100 wird das zu ladende Elektrofahrzeug 14 auf dem zweiten Parkplatz 3 positioniert. In einem zweiten Schritt 200 wird die auf einem Schienensystem 6 angeordnete Ladesäule 7 bis zur zweiten Ladeposition 11 verschoben und die Ladesäule 7 wird an der zweiten Ladeposition 11 im dritten Schritt 300 verriegelt. Anschließend wird eine elektrische Verbindung zwischen der Ladesäule 7 und dem Elektrofahrzeug 14 hergestellt und im Ansprechen darauf im vierten Schritt 400 das Laden des Elektrofahrzeugs 14 gestartet.
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Bezugszeichenliste:
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- 1
- Parkfläche
- 2
- erster Parkplatz
- 3
- zweiter Parkplatz
- 4
- dritter Parkplatz
- 5
- vierter Parkplatz
- 6
- profilierte Führungsschiene
- 7
- Ladesäule
- 8
- erster elektrischer Stromanschluss
- 9
- Hebel
- 10
- erste Ladeposition
- 11
- zweite Ladeposition
- 12
- dritte Ladeposition
- 13
- vierte Ladeposition
- 14
- Elektrofahrzeug
- 15
- zweiter elektrischer Stromanschluss
- 16
- Fahrer
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102020207042 A1 [0003]
- DE 102020123798 A1 [0004]
