DE102022129145B3

DE102022129145B3 - Verfahren zum Betreiben einer zum Aufladen einer Traktionsbatterie eines Kraftfahrzeugs mit elektrischer Energie vorgesehenen und ausgestalteten Ladestation, entsprechende Ladestation sowie Gebäudeanordnung mit einer Ladestation

Info

Publication number: DE102022129145B3
Application number: DE102022129145.6A
Authority: DE
Inventors: Matthias Schneider; Stefan Waltl
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 2022-11-04
Filing date: 2022-11-04
Publication date: 2024-02-01
Anticipated expiration: 2042-11-05
Also published as: CN117984823A; US20240149723A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer zum Aufladen einer Traktionsbatterie eines Kraftfahrzeugs (2) mit elektrischer Energie vorgesehenen und ausgestalteten Ladestation (3), wobei die Ladestation (3) ein Ladekabel (6) aufweist, das von einem Ladearm (8) der Ladestation (3) gehalten ist. Dabei ist vorgesehen, dass mittels wenigstens eines Sensors (11) eine Verlagerung des Ladekabels (6) und/oder eine Position eines das Ladekabel (6) verwendenden Benutzers der Ladestation (3) erfasst und der Ladearm (8) in Richtung der Verlagerung des Ladekabels (6) und/oder in Richtung der Position des Benutzers motorisch verlagert wird. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Ladestation (3) zum Aufladen einer Traktionsbatterie eines Kraftfahrzeugs (2) mit elektrischer Energie sowie eine Gebäudeanordnung (1) mit einer Ladestation (3).

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer zum Aufladen einer Traktionsbatterie eines Kraftfahrzeugs mit elektrischer Energie vorgesehenen und ausgestalteten Ladestation, wobei die Ladestation ein Ladekabel aufweist, das von einem Ladearm der Ladestation gehalten ist. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Ladestation zum Aufladen einer Traktionsbatterie eines Kraftfahrzeugs mit elektrischer Energie sowie eine Gebäudeanordnung.
Aus dem Stand der Technik ist beispielsweise die Druckschrift DE 10 2018 004 919 A1 bekannt. Diese beschreibt eine Fahrzeugladestation zum elektrischen Laden eines Energiespeichers eines Fahrzeugs, umfassend einen Roboterarm, mittels welchem zur Herstellung einer elektrischen Energieübertragungsverbindung zwischen der Fahrzeugladestation und dem Fahrzeug ein ladestationsseitiges elektrisches Kontaktelement mit einem fahrzeugseitigen elektrischen Kontaktelement verbindbar ist. Dabei ist vorgesehen, dass die Fahrzeugladestation eine Mehrzahl wechselbare Anschlussköpfe für den Roboterarm aufweist, wobei diese Mehrzahl wechselbarer Anschlussköpfe das ladestationsseitige elektrische Kontaktelement und mindestens ein Reinigungsfunktionselement umfasst.
Weiterhin offenbart die Druckschrift US 2013 / 0 257 373 A1 eine Kabelhandhabungsvorrichtung mit einem langgestreckten Arm, der schwenkbar an einer Basis befestigt ist, sodass der Arm sich in der Nähe eines Ladeanschlusses bewegen kann, und mit einem Kabel, das an dem Arm befestigt ist, wobei das Kabel einen Ladeverbinder aufweist, der mit dem Ladeanschluss in Eingriff bringbar ist. Das Kabel hat einen festen Abschnitt, der im Wesentlichen parallel zu dem langgestreckten Arm befestigt ist und einen freien Abschnitt aufweist, der sich von einem distalen Ende des langgestreckten Arms aus erstreckt. Der Ladeanschluss ist an einem Ende des freien Abschnitts angeordnet. Eine freitragende Stütze hält den langgestreckten Arm in einer aufwärts gerichteten Position, sodass die freitragende Stütze die zum Schwenken des Arms erforderliche äußere Kraft verringert und ein Schwenkbereich des Arms den Ladeverbinder über dem Bodenniveau anordnet, sodass ein Bodenkontakt des freien Abschnitts während des Eingriffs des Ladeverbinders und des Ladeanschlusses vermieden wird.
Aus der Druckschrift EP 3 312 044 A1 ist eine Ladestation für Elektrofahrzeuge bekannt. Die Ladestation umfasst ein Gehäuse, ein aus dem Gehäuse geführtes Ladekabel, einen an einem freien Ende des Ladekabels festgelegten Ladestecker, eine Laufschiene, an der das Ladekabel längsverschiebbar gehalten ist, und ein an der Laufschiene gehaltenes Gewichtausgleichsmodul, über das der Ladestecker jedenfalls mittelbar gehalten ist, wobei das Gewichtsausgleichsmodul längsverschiebbar an der Laufschiene gehalten ist.
Weiterhin sind aus dem Stand der Technik die Druckschriften DE 10 2014 109 068 A1 , EP 3 412 497 B1 , DE 10 2020 204 903 A1 , EP 3 789 236 A1 sowie die nachveröffentlichte Druckschrift DE 10 2022 112 271 B3 bekannt.
Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Betreiben einer zum Aufladen einer Traktionsbatterie eines Kraftfahrzeugs mit elektrischer Energie vorgesehenen und ausgestalteten Ladestation vorzuschlagen, welches gegenüber bekannten Verfahren Vorteile aufweist, insbesondere eine komfortable Benutzung der Ladestation und ein einfaches Anschließen des Ladekabels an das Kraftfahrzeug ermöglicht.
Dies wird erfindungsgemäß mit einem Verfahren zum Betreiben einer zum Aufladen einer Traktionsbatterie eines Kraftfahrzeugs mit elektrischer Energie vorgesehenen und ausgestalteten Ladestation mit den Merkmalen des Anspruchs 1 erreicht. Dabei ist vorgesehen, dass mittels wenigstens eines Sensors eine Verlagerung des Ladekabels und/oder eine Position eines das Ladekabel verwendenden Benutzers der Ladestation erfasst und der Ladearm in Richtung der Verlagerung des Ladekabels und/oder in Richtung der Position des Benutzers motorisch verlagert wird.
Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben. Es wird darauf hingewiesen, dass die in der Beschreibung erläuterten Ausführungsbeispiele nicht beschränkend sind; vielmehr sind beliebige Variationen der in der Beschreibung, den Ansprüchen sowie den Figuren offenbarten Merkmale realisierbar.
Das im Rahmen dieser Beschreibung erläuterte Verfahren dient dem Betreiben der Ladestation. Die Ladestation ist dazu vorgesehen und ausgestaltet beziehungsweise eingerichtet, die Traktionsbatterie des Kraftfahrzeugs mit elektrischer Energie aufzuladen. Hierzu verfügt die Ladestation über Mittel zum Herstellen einer elektrischen Verbindung zwischen der Ladestation und der Traktionsbatterie. Diese liegen in Form des Ladekabels vor, welches zur konduktiven Übertragung der elektrischen Energie vorgesehen und ausgestaltet ist. Das Ladekabel ist vorzugsweise einerseits an ein Basisgerät der Ladestation angeschlossen, insbesondere permanent.
Andererseits verfügt das Ladekabel über einen Ladeverbinder, welcher mit einem Ladeanschluss des Kraftfahrzeugs elektrisch verbindbar ist. Der Ladeverbinder liegt vorzugsweise in Form eines Steckers oder einer Buchse vor, der Ladeanschluss entsprechend umgekehrt in Form einer Buchse oder eines Steckers. Zum Aufladen der Traktionsbatterie wird von einem Benutzer der Ladestation der Ladeverbinder an das Kraftfahrzeug elektrisch angeschlossen. Nach erfolgtem Anschließen wird elektrischer Strom von dem Basisgerät der Ladestation über das Ladekabel zum Aufladen der Traktionsbatterie bereitgestellt beziehungsweise an das Kraftfahrzeug übertragen.
Vorzugsweise umfasst die Ladestation einen Abstellplatz für das Kraftfahrzeug, auf welchem der Benutzer der Ladestation das Kraftfahrzeug positioniert. Nach dem Abstellen des Kraftfahrzeugs auf dem Abstellplatz wird die konduktive elektrische Verbindung zwischen der Ladestation und dem Kraftfahrzeug hergestellt, nämlich unter Verwendung des Ladekabels, das die Ladestation mit dem Kraftfahrzeug beziehungsweise der Traktionsbatterie elektrisch verbindet.
Da über das Ladekabel üblicherweise elektrischer Strom mit einer beträchtlichen Stromstärke fließt, weist das Ladekabel ein hohes Gewicht auf. Entsprechend ist für den Benutzer eine große Kraftanstrengung notwendig, um das Ladekabel von der Ladestation zu dem Kraftfahrzeug zu bringen und an dieses anzuschließen. Zumindest ein Teil des Gewichts des Ladekabels muss hierbei von den Benutzer getragen werden. Zusätzlich kann eine Bedienung der Ladestation erschwert werden, indem das Ladekabel bereichsweise auf einem Boden beziehungsweise Untergrund liegt, sodass für den Benutzer die Gefahr eines Stolpern über das Ladekabel besteht. Zusätzlich kann das Ladekabel bei seiner Anordnung auf dem Untergrund verschmutzen und/oder beschädigt werden.
Aus diesem Grund weist die Ladestation den Ladearm auf, welcher bevorzugt starr ausgestaltet ist. Der Ladearm hält das Ladekabel beziehungsweise trägt dieses. Insbesondere ist der Ladearm derart ausgestaltet und angeordnet, dass er das Ladekabel zumindest bereichsweise von dem Untergrund beabstandet. Der Ladearm dient insoweit einem von dem Untergrund beabstandeten Führen des Ladekabels von dem Basisgerät bis hin zu dem Kraftfahrzeug. Hierzu ist der Ladearm zumindest bereichsweise beabstandet von dem Untergrund angeordnet, beispielsweise in einer Höhe, welche größer ist als eine Höhe des Kraftfahrzeugs und/oder eine Körpergröße des Benutzers.
Das Ladekabel weist ein freies Ende auf, welches auf Seiten des Kraftfahrzeugs über den Ladearm übersteht, insbesondere von diesem herunterhängt, also in Richtung des Untergrunds. Unter dem freien Ende des Ladekabels wird hierbei derjenige Teil des Ladekabels verstanden, welcher über den Ladearm übersteht, folglich den Teil des Ladekabels ausgehend von dem Ladearm bis hin zu dem Ladeverbinder. Das Ladekabel und/oder der Ladearm sind vorzugsweise derart angeordnet und ausgestaltet, dass der Ladearm das gesamte freie Ende des Ladekabels von dem Untergrund beabstandet. Bei einem freien Herunterhängen des Ladekabels von dem Ladearm ist somit auch der Ladeverbinder des Ladekabels noch von dem Untergrund beabstandet. Hierdurch werden die Sicherheit und der Bedienkomfort der Ladestation für den Benutzer deutlich verbessert.
Bekannt ist es beispielsweise, den Ladearm mit einem Rückstellmechanismus auszugestalten, welcher den Ladearm stets mit einer Rückstellkraft beaufschlagt, die ihn in Richtung einer Ausgangsposition drängt. Zum Anschließen des Ladekabels an das Kraftfahrzeug muss der Benutzer hier das Ladekabel derart mit einer Bedienkraft beaufschlagen, dass der Ladearm entgegen der Rückstellkraft aus seiner Ausgangsposition ausgelenkt wird. Nach dem Aufladen der Traktionsbatterie kann der Ladeverbinder des Ladekabels von dem Kraftfahrzeug getrennt und das Ladekabel freigegeben werden. Aufgrund der auf den Ladearm wirkenden Rückstellkraft wird der Ladearm in Richtung seiner Ausgangsposition verlagert, vorzugsweise bis in diese hinein, und gleichzeitig das Ladekabel mitgenommen, sodass auch dieses anschließend sicher verstaut ist.
Allerdings ist auch bei einer solchen Ausgestaltung des Ladearms von dem Benutzer eine erhebliche Stellkraft aufzubringen, um das Ladekabel an das Kraftfahrzeug elektrisch anschließen zu können. Aus diesem Grund ist es nun vorgesehen, dass der Ladearm motorisch verlagert wird. Zu diesem Zweck wird zunächst mittels des mindestens einen Sensors die Verlagerung des Ladekabels und/oder die Position des Benutzers erfasst. Das bedeutet, dass zum Beispiel festgestellt wird, ob der Benutzer an dem Ladekabel angreift und auf dieses die Stellkraft ausübt, um es beziehungsweise seinen Ladeverbinder in Richtung des Kraftfahrzeugs zu verlagern. Zusätzlich oder alternativ kann die Position des Benutzers selbst ermittelt werden.
In jedem Fall wird der Ladearm in Richtung der Verlagerung des Ladekabels beziehungsweise in Richtung der Position des Benutzers motorisch verlagert beziehungsweise in diese Richtung ausgerichtet. Hierunter ist insbesondere zu verstehen, dass ein Ende des Ladearms derart ausgerichtet wird, dass er in Richtung der gewünschten Verlagerung des Ladekabels weist beziehungsweise in Richtung der Position des Benutzers zeigt. Das motorische Verlagern wird vorzugsweise mittels eines Antriebs der Ladestation erzielt, der zum Beispiel einen Elektromotor aufweist oder als ein solcher ausgestaltet ist. Mit der erläuterten Vorgehensweise wird ein äußerst hoher Bedienkomfort für den Benutzer erzielt, da keine oder allenfalls eine deutlich geringere Stellkraft als bisher notwendig ist, um das Ladekabel in Richtung des Kraftfahrzeugs beziehungsweise bis an das Kraftfahrzeug zu verlagern.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der Ladearm entlang mindestens einer Verlagerungsachse linear verfahren wird und/oder um wenigstens eine Drehachse rotiert wird. Unter dem linearen Verfahren ist das Verlagern des Ladearms entlang der Verlagerungsachse zu verstehen. Die Verlagerungsachse ist eine gedachte gerade Linie. Beispielsweise ist der Ladearm entlang genau einer Verlagerungsachse linear verfahrbar beziehungsweise wird entlang dieser verfahren. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass mehrere voneinander verschiedene Verlagerungsachsen vorliegen, entlang welchen der Ladearm jeweils zumindest zeitweise verfahren wird. Die mehreren Verlagerungsachsen sind hierbei vorzugsweise gegeneinander angewinkelt, schneiden also einander und schließen miteinander einen Winkel ein, welcher größer als 0° und kleiner als 180° ist. Vorzugweise stehen die Verlagerungsachsen senkrecht aufeinander, der genannte Winkel beträgt also 90°.
Zusätzlich oder alternativ wird der Ladearm im Rahmen des motorischen Verfahrens um die wenigstens eine Drehachse rotiert. Erneut kann das Rotieren um genau eine einzige Drehachse erfolgen oder aber es liegen verschiedene Drehachsen vor, um welche der Ladearm jeweils rotiert werden kann beziehungsweise zumindest zeitweise rotiert wird. Die mehreren Drehachsen schneiden einander bevorzugt und schließen miteinander einen Winkel ein, welcher größer als 0° und kleiner als 180° ist. Besonders bevorzugt stehen die Drehachsen senkrecht aufeinander, auch hier beträgt der Winkel also 90°. Mithilfe des linearen Verfahrens und/oder des Rotierens kann ein besonders genaues Anpassen der Position des Ladearms an einen Wunsch des Benutzers erfolgen.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass das Verlagern relativ zu einem Basisgerät der Ladestation erfolgt, an welches das Ladekabel elektrisch angeschlossen ist. Unter dem Basisgerät ist eine stationäre Einrichtung der Ladestation zu verstehen. Das Verlagern des Ladearms relativ zu dem Basisgerät bedeutet, dass das Basisgerät selbst stationär ist und sich der Ladearm in Relation zu dem Basisgerät zumindest zeitweise bewegt. An das Basisgerät ist das Ladekabel auf seiner dem Kraftfahrzeug abgewandten Seite elektrisch angeschlossen.
Das Basisgerät weist beispielsweise eine Anzeigeeinrichtung und/oder eine Bedieneinrichtung auf. Die Anzeigeeinrichtung ist zur Anzeige einer Information vorgesehen und ausgestaltet, die Bedieneinrichtung zur Entgegennahme einer manuellen Eingabe des Benutzers. Mittels der Anzeigeeinrichtung zeigt die Ladestation dem Benutzer also zumindest zeitweise die Information an. Die Information ist zum Beispiel eine Statusinformation der Ladestation. Die Anzeigeeinrichtung zeigt die Information in Textform und/oder grafisch an. Sie verfügt vorzugsweise über einen Bildschirm oder ist als ein solcher ausgestaltet. Der Bildschirm ist vorzugsweise ein LCD-, LED- oder OLED-Bildschirm.
Mithilfe der Bedieneinrichtung bedient der Benutzer die Ladestation, beispielsweise stellt er die Ladestation zum Starten eines Ladevorgangs oder zum Beenden des Ladevorgangs ein. Insbesondere gibt er der Ladestation einen oder mehrere Ladeparameter vor, der während des Ladevorgangs zu verwenden ist, zum Beispiel einen für das Laden zu verwendenden Ladestrom, eine der Traktionsbatterie zuzuführende Strommenge und/oder ein Sollladestand, den die Traktionsbatterie nach dem Laden aufweisen soll.
Zusätzlich oder alternativ leitet er über die Bedieneinrichtung einen Bezahlvorgang ein und/oder führt diesen durch.
Unter dem Ladevorgang ist ein Vorgang zu verstehen, während welchem die Ladestation die Traktionsbatterie zu ihrem Aufladen mit der elektrischen Energie beaufschlagt. Abseits des Ladevorgangs wird die Traktionsbatterie nicht von der Ladestation mit elektrischer Energie versorgt, vorzugsweise ist die elektrische Verbindung zwischen der Ladestation der Traktionsbatterie abseits des Ladevorgangs unterbrochen. Die beschriebene Vorgehensweise ermöglicht einen besonders hohen Bedienkomfort für den Benutzer.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass als der wenigstens eine Sensor zumindest einer der folgenden Sensoren verwendet wird: Kraftsensor, Drehmomentsensor, Beschleunigungssensor, Dehnungssensor, Positionssensor und optischer Sensor. Mittels des Kraftsensor wird beispielsweise eine von den Benutzer auf das Ladekabel ausgeübte Kraft gemessen, vorzugsweise auch deren Ausrichtung. Beispielsweise wird der Ladearm motorisch derart verlagert, dass die mittels des Kraftsensors erfasste Kraft kleiner wird. Zusätzlich oder alternativ wird das Verlagern in Richtung der mittels des Kraftsensors verfassten Ausrichtung der Kraft vorgenommen. Der Kraftsensor ist beispielsweise an dem Ladearm angeordnet und steht zusätzlich mit dem Ladekabel in Verbindung.
Der Drehmomentsensor erfasst ein von dem Benutzer über das Ladekabel auf den Ladearm bewirktes Drehmoment, insbesondere um die Drehachse. Auch hier kann vorgesehen sein, dass der Ladearm motorisch derart verlagert wird, dass das erfasste Drehmoment kleiner wird. Der Beschleunigungssensor dient dem Erfassen einer auf das Ladekabel wirkenden Beschleunigung, beispielsweise einer auf den Ladeverbinder wirkenden Beschleunigung. Hierzu ist der Beschleunigungssensor bevorzugt an dem Ladekabel beziehungsweise an dem Ladeverbinder des Ladekabels angeordnet. Bei der Erfassung der Beschleunigung wird auch ihre Richtung erfasst und der Ladearm in der Beschleunigungsrichtung verlagert.
Der Dehnungssensor dient der Erfassung einer Dehnung des Ladekabels, welche beispielsweise durch eine Biegung des Ladekabels bewirkt wird. Aus der Dehnung kann insoweit auf die Richtung geschlossen werden, in welche der Benutzer das Ladekabel verlagert beziehungsweise verlagern möchte. Entsprechend wird auch der Ladearm motorisch in diese Richtung verlagert. Der Positionssensor dient vorzugweise dem Erfassen einer Position des Benutzers und/oder des Ladeverbinders des Ladekabels. Der Positionssensor kann beispielsweise als Sensorstreifen, vorzugsweise als Zeilensensor, ausgestaltet sein. Das Funktionsprinzip des Positionssensors kann grundsätzlich beliebig gewählt sein, beispielsweise arbeitet er kapazitiv, induktiv oder optisch.
Der optische Sensor liegt vorzugsweise als Kamera vor, welche beispielsweise über einen CCD-Sensor verfügt. Ein von der Kamera aufgenommenes Bild eines Umfelds der Ladestation wird ausgewertet, um die Position des Benutzers und/oder des Ladeverbinders zu erfassen. Der Ladearm wird dann anschließend motorisch in Richtung dieser Position verlagert und/oder auf diese Position ausgerichtet. Wiederum wird auf diese Art und Weise der hohe Bedienkomfort der Ladestation für den Benutzer erzielt.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der wenigstens eine Sensor an dem Ladearm, dem Ladekabel oder dem Basisgerät angeordnet wird. Der Sensor ist stets dort angeordnet, wo er die gewünschte Größe erfassen kann. Beispielsweise ist der Kraftsensor vorzugsweise an dem Ladearm derart angeordnet, dass er zusätzlich an dem Ladekabel angreift, um die auf das Ladekabel wirkende Kraft zu erfassen. Der Drehmomentsensor ist insbesondere an dem Ladearm beziehungsweise zwischen dem Basisgerät der Ladestation und dem Ladearm angeordnet. Der Beschleunigungssensor ist vorzugsweise dem Ladearm, dem Ladekabel und/oder dem Ladeverbinder des Ladekabels zugeordnet.
Der Dehnungssensor ist bevorzugt an dem Ladekabel angeordnet. Die Anordnung des Positionssensors wird entsprechend seines Funktionsprinzips gewählt. Auch er kann an dem Basisgerät, dem Ladearm, dem Ladekabel und/oder dem Ladeverbinder des Ladekabels vorliegen. Der optische Sensor ist bevorzugt stationär angeordnet, insbesondere ist er dem Basisgerät der Ladestation zugeordnet. Auch eine Anordnung an dem Ladearm kann jedoch selbstverständlich realisiert sein. Die beschriebene Vorgehensweise dient wiederum dem zielgenauen Verlagern des Ladearms, um einen hohen Bedienkomfort zu erzielen.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass eine Länge eines über den Ladearm überstehenden Bereichs des Ladekabels in Abhängigkeit von der Verlagerung des Ladekabels und/oder der Position des Benutzers verändert wird. Vorstehend wurde bereits erwähnt, dass das Ladekabel über den Ladearm übersteht, insoweit also die Länge des Ladekabels zwischen dem Ladearm und dem Ladeverbinder des Ladekabels größer als null ist. Diese Länge soll nun zusätzlich zu dem Verlagern des Ladekabel angepasst werden, insbesondere durch ein motorisches Verlagern des Ladekabels bezüglich des Ladearms.
Hierdurch kann beispielsweise eine Höhe des Ladeverbinders eingestellt werden, um den Ladeverbinder passend bezüglich des Ladeanschlusses des Kraftfahrzeugs anzuordnen. Die Länge des Bereichs des Ladekabels ist beispielsweise vor dem Verlagern des Ladekabels durch den Benutzer kleiner als nach dem Verlagern. Das Ladekabel wird insoweit während des Verlagerns des Ladekabels aus dem Ladearm ausgefahren, damit der Benutzer hinreichend Spielraum zum Anschließen des Ladeverbinders des Ladekabels an den Ladeanschluss des Kraftfahrzeugs hat. Erfolgt nach dem Aufladen der Traktionsbatterie ein Lösen des Ladeverbinders von dem Ladeanschluss des Kraftfahrzeugs, so kann es vorgesehen sein, dass das Ladekabel wieder eingefahren wird, die Länge des überstehenden Bereichs also verkleinert wird. Hierdurch wird zum einen der hohe Bedienkomfort realisiert und zum anderen wird das Ladekabel so verstaut, dass es den Benutzer abseits des Aufladen nicht beeinträchtigt.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der Ladearm in einer Ausgangsposition mittels einer Verriegelungseinrichtung gehalten wird. Die Verriegelungseinrichtung dienen dem Festsetzen des Ladearms in der Ausgangsposition. Liegt also der Ladearm in der Ausgangsposition vor, so wird die Verriegelungseinrichtung aktiviert und entsprechend der Ladearm verriegelt. Hierdurch wird ein unbeabsichtigtes Verlagern des Ladearms verhindert. Erst wenn die Verlagerung des Ladekabels durch den Benutzer oder der Benutzer selbst detektiert wird, wird die Verriegelungseinrichtung deaktiviert und entsprechend der Ladearm zum Verlagern freigegeben. Es kann vorgesehen sein, dass der Benutzer zum Freigeben des Ladearms durch die Verriegelungseinrichtung zunächst eine Eingabe an der Ladestation tätigen muss, insbesondere über die bereits erwähnte Eingabeeinrichtung. Die beschriebene Vorgehensweise verhindert das unbeabsichtigte Verlagern des Ladearms, wodurch er den Benutzer stören könnte.
Die Erfindung betrifft weiterhin eine Ladestation zum Aufladen einer Traktionsbatterie eines Kraftfahrzeugs mit elektrischer Energie, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens gemäß den Ausführungen im Rahmen dieser Beschreibung, wobei die Ladestation ein Ladekabel aufweist, das von einem Ladearm der Ladestation gehalten ist. Dabei ist die Ladestation dazu vorgesehen und ausgestaltet, mittels wenigstens eines Sensors eine Verlagerung des Ladekabels und/oder eine Position eines das Ladekabel verwendenden Benutzers der Ladestation zu erfassen und den Ladearm in Richtung der Verlagerung des Ladekabels und/oder in Richtung der Position des Benutzers motorisch zu verlagern.
Auf die Vorteile einer derartigen Ausgestaltung der Ladestation beziehungsweise einer derartigen Vorgehensweise wurde bereits hingewiesen. Sowohl die Ladestation als auch das Verfahren zu ihrem Betreiben können gemäß den Ausführungen im Rahmen dieser Beschreibung weitergebildet sein, sodass insoweit auf diese verwiesen wird.
Zudem betrifft die Erfindung eine Gebäudeanordnung mit einer Wand und einer an der Wand angeordneten Ladestation zum Aufladen einer Traktionsbatterie eines Kraftfahrzeugs mit elektrischer Energie, insbesondere einer Ladestation gemäß den Ausführungen im Rahmen dieser Beschreibung, wobei die Ladestation ein Ladekabel aufweist, das von einem Ladearm der Ladestation gehalten ist. Die Ladestation ist wiederum dazu vorgesehen und ausgestaltet, mittels mindestens eines Sensors eine Verlagerung des Ladekabels und/oder eine Position eines das Ladekabel verwendenden Benutzers der Ladestation zu erfassen und den Ladearm in Richtung der Verlagerung des Ladekabels und/oder in Richtung der Position des Benutzers motorisch zu verlagern.
Erneut wird hinsichtlich möglicher vorteilhafter Ausgestaltungen der Gebäudeanordnung, der Ladestation und des Verfahrens zum Betreiben der Ladestation auf die weiteren Ausführungen im Rahmen dieser Beschreibung verwiesen.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der Ladearm in wenigstens einer Stellung in einer in der Wand ausgestalteten Aussparung aufgenommen ist. Die Wand begrenzt einen Innenraum der Gebäudeanordnung nach außen. Hierbei weist sie eine dem Innenraum zugeordnete Wandfläche auf. Die Aussparung durchbricht diese Wandfläche, sodass die Aussparung aus dem Innenraum zugänglich ist beziehungsweise die Aussparung in den Innenraum über eine Wandöffnung einmündet. Der Ladearm und die Aussparung sind derart ausgestaltet, dass die Aussparung zur Aufnahme des Ladearms hinreichend groß ist. Vorzugsweise nimmt die Aussparung den Ladearm in der wenigstens einen Stellung vollständig auf, sodass der Ladearm also nicht über die Aussparung übersteht beziehungsweise nicht in den Innenraum hineinragt.
Die wenigstens eine Stellung ist bevorzugt die Ausgangsposition. In dieser ist der Ladearm vorzugsweise mittels der Verriegelungseinrichtung gehalten beziehungsweise festgesetzt. Beispielsweise liegt hierzu die Verriegelungseinrichtung beabstandet von dem Basisgerät der Ladestation vor, insbesondere ist sie an der Wand befestigt. Besonders bevorzugt ist sie von der wenigstens einen Drehachse beabstandet angeordnet, um ein eventuell von einem Antrieb des Ladearms bewirktes Drehmoment zuverlässig aufzufangen. Hierdurch wird die Sicherheit der Ladestation verbessert.
Die in der Beschreibung beschriebenen Merkmale und Merkmalskombinationen, insbesondere die in der nachfolgenden Figurenbeschreibung beschriebenen und/oder in den Figuren gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen, sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Es sind somit auch Ausführungsformen als von der Erfindung umfasst anzusehen, die in der Beschreibung und/oder den Figuren nicht explizit gezeigt oder erläutert sind, jedoch aus den erläuterten Ausführungsformen hervorgehen oder aus ihnen ableitbar sind.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert, ohne dass eine Beschränkung der Erfindung erfolgt. Dabei zeigt:

1 eine schematische Darstellung einer Gebäudeanordnung mit einer Wand und einer an der Wand angeordneten Ladestation zum Aufladen einer Traktionsbatterie eines Kraftfahrzeugs mit elektrischer Energie, sowie
2 eine weitere schematische Darstellung der Gebäudeanordnung.

Die 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Gebäudeanordnung 1 sowie eines Kraftfahrzeugs 2. Das Kraftfahrzeug 2 verfügt über eine nicht näher dargestellte Traktionsbatterie, welche zum Versorgen einer Antriebseinrichtung des Kraftfahrzeugs 2 mit elektrischer Energie dient. Zum Aufladen der Traktionsbatterie ist eine Ladestation 3 vorgesehen, welche in dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel Bestandteil der Gebäudeanordnung 1 ist. So ist die Ladestation 3 zumindest bereichsweise in einer Aussparung 4 angeordnet, welche in einer Wand 5 ausgestaltet ist. Die Ladestation 3 weist ein Ladekabel 6 auf, an welchem ein Ladeverbinder 7 angeordnet ist. Der Ladeverbinder 7 ist mit einem Ladeanschluss des Kraftfahrzeugs 2 zum Herstellen einer elektrischen Verbindung zwischen der Ladestation 3 und dem Kraftfahrzeug 2 verbindbar.
Das Ladekabel 6 wird von einem Ladearm 8 der Ladestation 3 gehalten, welcher hier in drei unterschiedlichen Stellungen angedeutet ist. Der Ladearm 8 ist um eine Drehachse 9 rotierbar. Zusätzlich oder alternativ kann er entlang einer Verlagerungsachse linear verfahrbar sein. Vorzugsweise ist es vorgesehen, dass der Ladearm 8 in einer Überkopfhöhe angeordnet ist, sodass er oberhalb eines Benutzers vorliegt und ohne weiteres über diesen hinweg verlagert werden kann. Vorzugsweise befindet sich der Ladearm 8 hierzu in einer Höhe über einem Untergrund, auf welchem die Ladestation 3 angeordnet ist, von mindestens 2 m, mindestens 2,2 m oder mindestens 2,4 m. Entsprechendes gilt für denjenigen Bereich des Ladekabels 6, welcher an dem Ladearm 8 angeordnet ist.
Ein freies Ende 10 des Ladekabels 6 steht über den Ladearm 8 über und erstreckt sich ausgehend von dem Ladearm 8 bis hin zu dem Ladeverbinder 7. Üblicherweise hängt das freie Ende 10 aufgrund des auf ihn wirkenden Schwerkrafteinflusses ausgehend von dem Ladearm 8 nach unten. Der Benutzer kann jedoch an dem freien Ende 10 beziehungsweise an dem Ladeverbinder 7 angreifen, um das Ladekabel 6 in Richtung des Kraftfahrzeugs 2 zu verlagern und den Ladeverbinder 7 in Eingriff mit dem Ladeanschluss an dem Kraftfahrzeug 2 zu bringen.
Die Ladestation 3 ist derart ausgestaltet, dass sie mittels wenigstens eines Sensors 11 eine Verlagerung des Ladekabels 6 durch den Benutzer und/oder eine Position des Benutzers erkennt und den Ladearm 8 in Richtung der Verlagerung des Ladekabels 6 beziehungsweise in Richtung der Position des Benutzers motorisch verlagert, beispielsweise durch Rotation um die Drehachse 9. Anders ausgedrückt wird die Richtung der Verlagerung des Ladekabels 6 durch den Benutzer erkannt und der Ladearm 8 wird motorisch in die gleiche Richtung verlagert wie das Ladekabel 6. Hierdurch wird eine Handhabung der Ladestation 3 für den Benutzer deutlich vereinfacht.
Beabstandet von einem Basisgerät 12 der Ladestation 3, bezüglich welchem der Ladearm 9 verlagerbar ist, liegt eine Verriegelungseinrichtung 13 vor.
Diese dient einem Festsetzen des Ladearms 8 in einer der hier dargestellten Positionen. Die Verriegelungseinrichtung 13 verhindert insoweit ein ungewolltes Ausfahren des Ladearms 8 aus der Aussparung 4.
Die 2 zeigt eine weitere schematische Darstellung der Gebäudeanordnung 1. Es ist erkennbar, dass die Aussparung nicht nur der Aufnahme des Basisgeräts 12 und des Ladearms 8 dient, sondern zusätzlich auch des Ladekabels 6. Das Ladekabel 6 ist also in der wenigstens einen Position des Ladearms 8 ebenfalls vollständig in der Aussparung 4 angeordnet. Zur Sicherung des Ladeverbinders 7 ist es vorzugsweise vorgesehen, dass an der Wand 5, insbesondere in der Aussparung 4, ein Halter 14 angeordnet ist. In diesen wird das Ladekabel 6 beziehungsweise Ladeverbinder 7 eingehängt, sofern die Ladestation 3 nicht zum Aufladen des Kraftfahrzeugs 2 beziehungsweise der Traktionsbatterie verwendet werden soll.
Die beschriebene Ausgestaltung der Gebäudeanordnung 1 beziehungsweise der Ladestation 3 hat den Vorteil, dass für den Benutzer das Verbinden des Ladekabels 6 mit dem Kraftfahrzeug 2 deutlich vereinfacht wird, nämlich durch das maschinelle Verlagern des Ladearms 8 unter Verwendung einer Antriebseinrichtung, beispielsweise eines Elektromotors.
BEZUGSZEICHENLISTE:

1: Gebäudeanordnung
2: Kraftfahrzeug
3: Ladestation
4: Aussparung
5: Wand
6: Ladekabel
7: Ladeverbinder
8: Ladearm
9: Drehachse
10: freies Ende
11: Sensor
12: Basisgerät
13: Verriegelungseinrichtung
14: Halter

Claims

Verfahren zum Betreiben einer zum Aufladen einer Traktionsbatterie eines Kraftfahrzeugs (2) mit elektrischer Energie vorgesehenen und ausgestalteten Ladestation (3), wobei die Ladestation (3) ein Ladekabel (6) aufweist, das von einem Ladearm (8) der Ladestation (3) gehalten ist, dadurch gekennzeichnet, dass mittels wenigstens eines Sensors (11) eine Verlagerung des Ladekabels (6) und/oder eine Position eines das Ladekabel (6) verwendenden Benutzers der Ladestation (3) erfasst und der Ladearm (8) in Richtung der Verlagerung des Ladekabels (6) und/oder in Richtung der Position des Benutzers motorisch verlagert wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Ladearm (8) entlang wenigstens einer Verlagerungsachse linear verfahren wird und/oder um wenigstens eine Drehachse (9) rotiert wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verlagern relativ zu einem Basisgerät (12) der Ladestation (3) erfolgt, an welches das Ladekabel (6) elektrisch angeschlossen ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als der wenigstens eine Sensor (11) zumindest einer der folgenden Sensoren verwendet wird: Kraftsensor, Drehmomentsensor, Beschleunigungssensor, Dehnungssensor, Positionssensor und optischer Sensor.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Sensor (11) an dem Ladearm (8), dem Ladekabel (6) oder dem Basisgerät (12) angeordnet wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Länge eines über den Ladearm (8) überstehenden Bereichs des Ladekabels (6) in Abhängigkeit von der Verlagerung des Ladekabels (6) und/oder der Position des Benutzers verändert wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ladearm (8) in einer Ausgangsposition mittels einer Verriegelungseinrichtung (13) gehalten wird.
Ladestation (3) zum Aufladen einer Traktionsbatterie eines Kraftfahrzeugs (2) mit elektrischer Energie, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Ladestation (3) ein Ladekabel (6) aufweist, das von einem Ladearm (8) der Ladestation (3) gehalten ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Ladestation (3) dazu vorgesehen und ausgestaltet ist, mittels wenigstens eines Sensors (11) eine Verlagerung des Ladekabels (6) und/oder eine Position eines das Ladekabel (6) verwendenden Benutzers der Ladestation (3) zu erfassen und den Ladearm (8) in Richtung der Verlagerung des Ladekabels (6) und/oder in Richtung der Position des Benutzers motorisch zu verlagern.
Gebäudeanordnung (1) mit einer Wand (5) und einer an der Wand (5) angeordneten Ladestation (3) zum Aufladen einer Traktionsbatterie eines Kraftfahrzeugs (2) mit elektrischer Energie, insbesondere einer Ladestation (3) nach Anspruch 8, wobei die Ladestation (3) ein Ladekabel (6) aufweist, das von einem Ladearm (8) der Ladestation (3) gehalten ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Ladestation (3) dazu vorgesehen und ausgestaltet ist, mittels wenigstens eines Sensors (11) eine Verlagerung des Ladekabels (6) und/oder eine Position eines das Ladekabel (6) verwendenden Benutzers der Ladestation (3) zu erfassen und den Ladearm (8) in Richtung der Verlagerung des Ladekabels (6) und/oder in Richtung der Position des Benutzers motorisch zu verlagern.
Gebäudeanordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Ladearm (8) in wenigstens einer Stellung in einer in der Wand (5) ausgestalteten Aussparung (4) aufgenommen ist.