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Die Erfindung betrifft allgemein das Gebiet der zumindest teilweise elektrisch antreibbaren Kraftfahrzeuge und insbesondere das Gebiet der Lademöglichkeit für solche Fahrzeuge. Im Speziellen betrifft die Erfindung eine Ladeanordnung zum Laden eines Energiespeichers eines elektrisch antreibbaren Fahrzeugs, ein Verfahren zum Laden eines Energiespeichers eines mit elektrischer Energie betreibbaren Fahrzeugs, ein Ladesystem zum Laden eines Energiespeichers eines elektrisch antreibbaren Fahrzeugs sowie ein Computerprogramm.
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Ein elektrisch antreibbares Fahrzeug kann mittels einer Ladesäule sowie mittels einer sogenannten Wallbox aufgeladen werden. Eine Ladesäule und eine Wallbox werden üblicherweise an einem Stromnetz angeschlossen, um über den Strom zum Laden des Fahrzeugs zu verfügen. Alternativ oder zusätzlich kann eine Photovoltaikanlage (PV-Anlage) die Ladesäule oder die Wallbox mit Strom versorgen. Die Verwendung von Solarstrom zum Laden von rein elektrisch betriebenen Fahrzeugen und/oder Hybrid-Fahrzeugen kann sich im Hinblick auf die Umwelt und/oder insbesondere im Privatbereich im Hinblick auf die Ladekosten für den Benutzer als vorteilhaft erweisen. Um Solarstrom über eine Ladesäule oder Wallbox verwenden zu können, muss jedoch die Ladesäule oder die Wallbox in erster Stelle dazu eingerichtet sein. Längst nicht alle Ladesäule können dazu eingerichtet sein von einer PV-Anlage angesteuert zu werden.
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Zudem kann der Benutzer in manchen Fällen eine schnelle Ladung des Fahrzeugs wünschen. Dies kann zum Beispiel mittels herkömmlicher Schnellladestationen durchgeführt werden. Hierfür wird in der Regel Gleichstrom (DC-Strom) verwendet. Um jedoch batterieschonend das Fahrzeug zu laden, wird Wechselstrom (AC-Strom) bevorzugt. In bestimmten Situationen kann somit Gleichstrom bevorzugt werden und in anderen Situationen Wechselstrom.
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Eine PV-Anlage stellt DC-Strom bereit, welcher jedoch nicht die Spannung aufweist, welche für das Laden des Fahrzeugs geeignet ist. Eine Anpassung der Spannung des von der PV-Anlage bereitgestellten Stroms ist aktuell nur über einen AC-Pfad möglich. Dies bedeutet, dass der DC-Strom der PV-Anlage erst in AC-Strom und dann wieder in DC-Strom gewandelt werden muss. Hierdurch kann jedoch ein Leistungsverlust entstehen.
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Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die voranstehend beschriebenen Nachteile beim Laden eines Energiespeichers eines elektrisch antreibbaren Fahrzeugs zumindest teilweise zu beheben. Insbesondere ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine verbesserte, insbesondere mit weniger Leistungsverlust sowie eine flexiblere Ladeanordnung zum Laden eines Energiespeichers eines elektrisch antreibbaren Fahrzeugs bereitzustellen.
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Die voranstehende Aufgabe wird gelöst durch eine Ladeanordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 1, durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 8, durch ein Ladesystem mit den Merkmalen des Anspruchs 10 sowie durch ein Computerprogrammprodukt mit den Merkmalen des Anspruchs 11. Weitere Merkmale und Details der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Dabei gelten Merkmale und Details, die im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Ladeanordnung beschrieben sind, selbstverständlich auch im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren, dem Ladesystem und/oder dem Computerprogrammprodukt und jeweils umgekehrt, sodass bezüglich der Offenbarung zu den einzelnen Erfindungsaspekten stets wechselseitig Bezug genommen wird bzw. werden kann.
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Mit Ausführungsformen der Erfindung kann in vorteilhafter Weise eine verbesserte Ladeanordnung zum Laden eines Energiespeichers eines elektrisch antreibbaren Fahrzeugs bereitgestellt werden. Mit einer solchen Ladeanordnung kann der Strom einer PV-Anlage effizienter verwendet werden. Mit einer solchen Ladeanordnung kann das Laden des elektrisch antreibbaren Fahrzeugs flexibel ausgestaltet sein. Ferner kann mit einer solchen Ladeanordnung ein elektrisch antreibbares Fahrzeug schneller und effizienter geladen werden.
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Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft eine Ladeanordnung zum Laden eines Energiespeichers eines elektrisch antreibbaren Fahrzeugs. Die Ladeanordnung weist eine Ladevorrichtung, einen Stecker und eine Leitung auf, die dazu eingerichtet ist, den Stecker mit der Ladevorrichtung zu verbinden und dem Stecker von einer Ladevorrichtung bereitgestellten Wechsel- und/oder Gleichstrom zuzuführen. Der Stecker ist dazu eingerichtet Wechsel- und/oder Gleichstrom dem Energiespeicher des elektrisch antreibbaren Fahrzeugs zuzuführen. Die Ladevorrichtung weist einen Wechselstromverteiler und einen Gleichstromspannungswandler auf, wobei der Wechselstromverteiler dazu eingerichtet ist, vom Versorgungsnetz bereitstellbaren Wechselstrom dem Stecker über die Leitung zuzuführen. Der Gleichstromspannungswandler ist dazu eingerichtet, die Spannung von einer Photovoltaikanlage bereitstellbaren Gleichstrom anzupassen und über die Leitung dem Stecker zuzuführen.
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Mit anderen Worten wird eine Ladeanordnung vorgeschlagen, welche dazu eingerichtet sein kann, ein elektrisch antreibbares Fahrzeug sowohl mit Wechselstrom (AC-Strom) als auch mit Gleichstrom (DC-Strom), sei es gleichzeitig oder separat, mittels einem einzigen Stecker zu laden, wobei der Gleichstrom von einer Photovoltaikanlage (PV-Anlage) stammen kann. Der DC-Strom kann von der PV-Anlage bereitgestellt werden und kann mittels einem Gleichstromspannungswandler in seiner Spannung angepasst werden. So kann in vorteilhafter Weise mit wenig Verlust DC-Strom einer PV-Anlage, d. h. Solarstrom, dem Stecker über die Leitung zugeführt werden und mittels dem Stecker dem Energiespeicher des elektrisch antreibbaren Fahrzeugs zugeführt werden. Eine Spannungsanpassung des Solarstroms über einen AC-Pfad ist somit nicht erforderlich.
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Der Begriff Ladeanordnung ist im Kontext der vorliegenden Offenbarung breit zu verstehen. Es kann sich dabei um eine Ladesäule, um eine Ladestation oder dergleichen handeln. Generell kann eine Ladeanordnung eine Anordnung bezeichnen, welche dazu eingerichtet ist und dazu verwendet werden kann, einen Energiespeicher des Fahrzeugs zumindest teilweise zu laden. Eine Ladeanordnung, so wie voranstehend und nachfolgend beschrieben, kann mehrere Vorrichtungen aufweisen, welche miteinander verbindbar sein können.
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Die Ladeanordnung weist eine Ladevorrichtung auf. Bei der Ladevorrichtung kann es sich um eine sogenannte Wallbox handeln. Es kann sich dabei auch um mehrere Wallboxen handeln. Eine Ladeanordnung kann beispielsweise als geschlossener oder offener Kasten ausgeführt werden. Im Kontext der vorliegenden Offenbarung kann die Ladeanordnung auch als Hybrid-Wallbox bezeichnet werden. Wobei der Begriff „Hybrid“ die Fähigkeit der Ladeanordnung, und insbesondere mittels der Wallbox, einem Energiespeicher eines Fahrzeugs sowohl DC-Strom als auch AC-Strom zuführen zu können.
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Im Kontext der vorliegenden Offenbarung ist der Begriff Leitung breit zu verstehen. Es kann sich dabei um ein Ladekabel handeln. Die Leitung kann zum Beispiel trennbar von der Ladevorrichtung ausgeführt sein. Dies kann sich zum Beispiel als vorteilhaft erweisen, wenn etwa die Länge der Leitung für das Laden eines Fahrzeugs, bzw. dessen Energiespeicher, nicht genügt. So kann eine längere Leitung mit der Ladevorrichtung verbunden werden. Die Leitung kann zudem mehrere Kabel aufweisen. Die Leitung kann mehrere datenkommunizierende und/oder stromkommunizierende Kabel aufweisen.
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Beim Fahrzeug kann es sich um ein Hybridkraftfahrzeug oder um ein Elektrokraftfahrzeug handeln. Im Allgemeinen handelt es sich im Kontext der vorliegenden Offenbarung um ein Fahrzeug, welches zumindest zum Teil mit elektrischer Energie antreibbar ist und hierfür über eine Batterie, d. h. einen Energiespeicher, verfügt.
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Beim Versorgungsnetz kann es sich im Allgemeinen um jegliche Art von Strom-Versorgungsnetzen handeln.
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Es sei bemerkt, dass die PV-Anlage von einem Photovoltaikenergiespeicher (PV-Energiespeicher) unterstützt sein kann. Mit anderen Worten, kann der DC-Strom mittelbar von der PV-Anlage bereitgestellt werden und unmittelbar von einem PV-Energiespeicher bereitgestellt werden. So kann zum Beispiel der Gleichstromspannungswandler dazu eingerichtet sein, die Spannung von einem PV-Energiespeicher bereitstellbaren Gleichstrom anzupassen.
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Durch das Vorhandensein eines Gleichstromspannungswandler kann den Solarstrom in effizienter Weise zum zumindest teilweise Laden des Energiespeichers des elektrisch antreibbaren Fahrzeugs verwendet werden. Hierdurch kann ökologisch, d. h. mit Solarstrom, und gleichzeitig effizient der Energiespeicher geladen werden. Der vom Versorgungsnetz bereitstellbaren Wechselstrom kann vom Wechselstromverteiler dem Stecker lediglich als Unterstützung des DC-Strom verwendet werden.
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Der Stecker kann dazu eingerichtet sein Wechsel- und/oder Gleichstrom dem Energiespeicher des elektrisch antreibbaren Fahrzeugs zuzuführen. Dies kann dem Benutzer in vorteilhafter Weise ermöglichen sowohl Gleichstrom als auch Wechselstrom über den einen oder denselben Stecker das Fahrzeug, bzw. den Energiespeicher des Fahrzeugs, zu laden. Das Wechseln von einem Lademodus bis zum anderen Lademodus, d. h. von AC-Strom zu DC-Strom und umgekehrt, erfordert beispielsweise kein Wechseln des Steckers.
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Durch die Ladeanordnung kann effizient, flexibel, ökologisch sowie günstig der Energiespeicher des elektrisch antreibbaren Fahrzeugs geladen werden.
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Gemäß einer Ausführungsform der Ladeanordnung weist die Ladevorrichtung ferner eine Steuereinheit auf. Die Steuereinheit ist dazu eingerichtet, den Wechselstromverteiler und den Gleichstromspannungswandler basierend auf empfangenen Ladedaten zu steuern, um insbesondere dem Stecker wahlweise und/oder gleichzeitig Wechselstrom und Gleichstrom zuzuführen.
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Mit anderen Worten kann die Steuereinheit dazu eingerichtet sein, den Anteil an Wechselstrom und an Gleichstrom, welcher über die Leitung dem Stecker zugeführt werden soll, zu bestimmen. Der Anteil an Wechselstrom und an Gleichstrom kann basierend auf empfangenen Ladedaten von der Steuereinheit bestimmt oder ausgewertet werden. Die Steuereinheit kann insbesondere dazu eingerichtet sein, den Wechselstromverteiler und den Gleichstromspannungswandler derart zu steuern, dass wahlweise und/oder gleichzeitig dem Stecker Wechselstrom und Gleichstrom zugeführt wird. Durch ein gleichzeitiges Laden von Wechsel- und Gleichstrom kann die Ladeleistung erhöht werden.
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Bei den empfangenen Ladedaten kann es sich um Daten handeln, welche von einer externen Vorrichtung erfasst werden und über eine Schnittstelle der Ladeanordnung versandt werden. Alternativ oder zusätzlich kann es sich bei den empfangenen Ladedaten um Daten handeln, die von einer internen Vorrichtung erfasst werden und der Steuereinheit weitergegeben werden.
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Der Begriff Ladedaten ist im Kontext der vorliegenden Offenbarung breit zu verstehen. Darunter können Energiespeicherdaten, wie etwa der Ladezustand des Energiespeichers des Fahrzeugs verstanden werden und/oder PV-Anlage-Daten, wie etwa die Leistung der PV-Anlage oder die Strahlungsintensität. Generell können die Ladedaten Daten bezeichnen, welche für die Bestimmung, bzw. Beurteilung, ob einen Ladevorgang mit AC-Strom, DC-Strom oder AC-Strom und DC-Strom durchgeführt werden soll, relevant sein.
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Dadurch kann in vorteilhafter Weise automatisch von AC-Strom auf DC-Strom und umgekehrt gewechselt werden.
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Gemäß einer Ausführungsform der Ladeanordnung weist die Ladevorrichtung ferner eine Erfassungseinheit auf, welche datenkommunizierend mit der Steuereinheit verbindbar ist, wobei die Ladedaten über eine Erfassungseinheit erfassbar sind.
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Mit anderen Worten können Ladedaten erfasst und/oder gemessen werden. So kann zum Beispiel mittels einem oder mehreren Sensoren eine Lichtintensität erfasst werden. Es ist zudem denkbar, dass die Erfassungseinheit wetterrelevante Daten erfasst, um beispielsweise das Wetter und somit die zukünftigen Sonnenstunden auswerten zu können. Alternativ oder zusätzlich kann die Erfassungseinheit die Uhrzeit und/oder die Zeitzone erfassen, um etwa zu bestimmen, in welchem Zeitraum es dunkel ist oder wird.
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Eine solche Erfassungseinheit kann zusätzlich oder alternativ dazu eingerichtet sein, einen Ladezustand eines PV-Energiespeichers zu erfassen. Ladedaten können daher Ladezustand eines PV-Energiespeichers, Uhrzeit, Luftdruck, Sonnenstunden und/oder eine Lichtintensität umfassen.
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Basierend auf empfangenen Ladedaten kann die Steuereinheit bestimmen, ob der von der PV-Anlage bereitgestellte Strom für das Laden des Energiespeichers des elektrisch antreibbaren Fahrzeugs ausreicht oder ausreichen wird. Sollte dies nicht der Fall sein, so kann die Steuereinheit entsprechend den Wechselstromverteiler und den Gleichstromspannungswandler steuern, um dem Stecker der Ladenanordnung lediglich AC-Strom zuzuführen oder den Anteil an AC-Strom gegenüber den Anteil an DC-Strom zu erhöhen.
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Sollte beispielsweise sich aus den empfangenen Ladedaten, welche etwa von der Erfassungseinheit erfasst worden sind, ergeben, dass es in einer gegebenen Zeit, z. B. in 2 Stunden oder in einer Stunde, regnen oder dunkel sein wird, so kann die Steuereinheit den Wechselstromverteiler und den Gleichstromspannungswandler derart steuern, dass in der gegebenen Zeit, d. h., z. B. in 2 Stunden oder in einer Stunde, der Anteil an DC-Strom, d. h. Solarstrom, auf null reduziert wird und dem Stecker lediglich AC-Strom zugeführt wird.
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So kann in vorteilhafter Weise der Ladevorgang des Energiespeichers des elektrisch antreibbaren Fahrzeugs ununterbrochen weiter durchgeführt werden. Dadurch kann automatisch von AC-Strom auf DC-Strom und umgekehrt gewechselt werden. Dies kann ein effizientes und einfaches Laden des Energiespeichers des elektrisch antreibbaren Fahrzeugs ermöglichen.
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Gemäß einer Ausführungsform der Ladeanordnung weist die Ladevorrichtung ferner eine Schnittstelle auf, welche datenkommunizierend mit der Steuereinheit verbindbar ist, wobei die Ladedaten über eine Schnittstelle eingebbar sind.
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Mit anderen Worten können über eine Schnittstelle Ladedaten eingegeben werden, welche zur Bestimmung des Anteils an AC-Strom und DC-Strom, welcher zum Laden des Energiespeichers des elektrisch antreibbaren Fahrzeugs verwendet werden soll, herangezogen werden.
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Bei der Schnittstelle kann es sich um eine oder mehrere Eingabevorrichtungen, wie etwa einen Touch-Screen, Knöpfe oder der Gleichen, und/oder um eine Funkschnittstelle handeln.
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Hierdurch kann ein Benutzer die Steuereinheit bzw. die Ladeanordnung vorprogrammieren und/oder programmieren. Es ist zum Beispiel denkbar, dass der Benutzer über die Schnittstelle eingibt, dass ein schneller Ladvorgang erwünscht ist. Die Ladeanordnung und insbesondere die Steuereinheit kann, bzw. können, bestimmen unter welche Bedingungen, bzw. mit welchem Strom oder Stromanteil der Energiespeicher des elektrisch antriebbaren Fahrzeugs am schnellsten geladen werden kann. Der Benutzer kann beispielsweise über die Schnittstelle zwischen mehreren Betriebsmodi aussuchen, wobei solche Betriebsmodi in der Ladeanordnung hinterlegt sein können. Der Benutzer kann, zum Beispiel im Falle einer Funkschnittstelle, mittels einem Bediengerät von der Entfernung die Ladedaten eingeben.
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Alternativ oder zusätzlich kann über die Schnittstelle manuell, d. h. nicht-automatisch, zwischen DC-Strom und AC-Strom ausgewählt werden. Es ist auch denkbar, dass ein Benutzer über die Schnittstelle den Anteil an AC-Strom und an DC-Strom auswählen kann. So kann der Benutzer zum Beispiel angeben, dass ein Ladevorgang mit 60% AC-Strom und 40% DC-Strom durchgeführt werden soll, mit 50% AC-Strom und 50% DC-Strom durchgeführt werden soll oder mit 90% AC-Strom und 10% DC-Strom durchgeführt werden soll.
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Dies kann sich zum Beispiel als vorteilhaft erweisen, wenn etwa der Benutzer wünscht, einen PV-Energiespeicher wieder aufladen zu lassen, jedoch gleichzeitig das Fahrzeug laden muss oder möchte. In vielen Situationen, kann es sich als vorteilhaft erweisen zwischen AC- und DC-Strom manuell auswählen zu können.
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Es ist denkbar, dass der Benutzer, je nach von ihm getroffener Wahl, eine Meldung von der Ladevorrichtung bekommt, etwa über die gleiche oder eine andere Schnittstelle, welche über die Umsetzbarkeit seiner Wahl informieren kann. Wählt ein Benutzer etwa einen Ladevorgang mit 100% DC-Strom, wobei es dunkel ist und, im Fall eines vorhandenenn PV-Energiespeichers, der PV-Energiespeicher leer ist, so kann zum Beispiel eine Meldung ergehen, welche den Benutzer informieren kann, dass dies nicht umsetzbar ist.
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Gemäß einer Ausführungsform der Ladeanordnung weist der Stecker einen Wechselstromladeanschluss und einen Gleichstromladeanschluss auf.
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Mit anderen Worten kann der Stecker einen Wechselstromladeanschluss mit den herkömmlichen Pins und aber auch einen Gleichstromladeanschluss aufweisen. Dadurch kann in vorteilhafter Weise von einem Ladevorgang mit AC-Strom, mit DC-Strom und/oder mit AC-Strom und DC-Strom und andersherum gewechselt werden.
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Gemäß einer Ausführungsform der Ladeanordnung ist der Gleichstromspannungswandler ferner dazu eingerichtet, vom Fahrzeug bereitstellbaren Wechselstrom über die Leitung einem externen Energiespeicher zuzuführen.
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Mit anderen Worten kann der Gleichstromspannungswandler bidirektional ausgeführt sein. Hiermit kann in vorteilhafter Weise der Energiespeicher des elektrisch antreibbaren Fahrzeugs zumindest teilweise entladen werden. Dies kann die Verwendung des Energiespeichers des Fahrzeugs als Zwischenspeicher ermöglichen.
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Gemäß einer Ausführungsform der Ladeanordnung ist der Gleichstromspannungswandler als galvanischer Gleichstromspannungswandler ausgeführt.
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Ein zweiter Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft ein Verfahren zum Laden eines Energiespeichers eines elektrisch antreibbaren Fahrzeugs, aufweisend folgende Schritte:
- • über ein Versorgungsnetz wird einer Ladevorrichtung einer Ladeanordnung, insbesondere einer Ladeanordnung, wie voranstehend und nachfolgend beschrieben, Wechselstrom bereitgestellt,
- • über eine Photovoltaikanlage wird der Ladevorrichtung der Ladeanordnung Gleichstrom bereitgestellt,
- • die Spannung des bereitgestellten Gleichstroms wird über einen Gleichstromspannungswandler der Ladeanordnung angepasst,
- • über einen Wechselstromverteiler wird einem Stecker der Ladeanordnung der bereitgestellte Wechselstrom zugeführt und/oder dem Stecker den in der Spannung angepasste Gleichstrom zugeführt,
- • der Energiespeicher des elektrisch antreibbaren Fahrzeugs wird mit Wechsel- und/oder Gleichstrom geladen.
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Es sei angemerkt, dass die Schritte des Bereitstellens von Wechselstrom und des Bereitstellens von Gleichstrom gleichzeitig durchgeführt werden können. Zudem kann der Schritt des Ladens des Energiespeichers des elektrisch antreibbaren Fahrzeugs darin verstanden werden, dass ein Ladevorgang mit DC-Strom, mit AC-Strom oder mit DC-Strom und AC-Strom durchgeführt werden kann.
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Durch ein solches Verfahren kann in vorteilhafter Weise der DC-Strom der PV-Anlage effizient verwendet werden. Zudem kann den Energiespeicher des elektrisch antreibbaren Fahrzeugs effizient und flexibel geladen werden.
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Gemäß einer Ausführungsform des Verfahrens wird der Energiespeicher des elektrisch antreibbaren Fahrzeugs wahlweise und/oder gleichzeitig mit Wechsel- und Gleichstrom geladen.
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Ein dritter Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft ein Ladesystem zum Laden eines Energiespeichers eines elektrisch antreibbaren Fahrzeugs. Das Ladesystem weist eine Ladeanordnung, insbesondere eine Ladeanordnung wie voranstehend und nachfolgend beschrieben, eine Photovoltaikanlage und ein Versorgungsnetz auf. Die Photovoltaikanlage ist dazu eingerichtet, Gleichstrom aufzunehmen und den Gleichstrom einer Ladevorrichtung der Ladeanordnung bereitzustellen. Das Versorgungsnetz ist dazu eingerichtet, Wechselstrom aufzunehmen und den Gleichstrom der Ladevorrichtung der Ladeanordnung bereitzustellen.
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Optional kann das Ladesystem ferner einen PV-Energiespeicher aufweisen.
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Das Versorgungsnetz kann im Allgemeinen ein Stromnetz bezeichnen, es kann ein privates Stromnetz, d. h. beispielsweise von einem Haus, bezeichnen.
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Es ist zudem denkbar, dass die PV-Anlage des Ladesystems trennbar von der Ladeanordnung angeordnet ist. Eine Ladeanordnung eines Ladesystems kann beispielsweise mit einer PV-Anlage nachgerüstet werden.
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Ein letzter Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft ein Computerprogrammprodukt, welches Befehle umfasst, die bei einer Ausführung durch eine Rechnereinheit die Rechnereinheit veranlassen, ein Verfahren wie voranstehend beschrieben auszuführen.
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Es sei bemerkt, dass die Rechnereinheit sowohl dem Ladesystem als auch der Ladeanordnung zugeordnet sein kann.
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Sämtliche Offenbarungen, welche voranstehend und nachfolgend in Bezug auf einen Aspekt der vorliegenden Offenbarung beschrieben sind, gelten gleichermaßen für alle weiteren Aspekte der vorliegenden Offenbarung.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnungen Ausführungsbeispiele der Erfindung im Einzelnen beschrieben sind. Dabei können die in den Ansprüchen und in der Beschreibung erwähnten Merkmale jeweils einzeln für sich oder in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein.
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Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die Figuren beschrieben. Es zeigen:
- 1 eine schematische Darstellung einer Ladeanordnung gemäß einem Ausführungsbeispiel, und
- 2 eine schematische Darstellung einer Ladeanordnung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel.
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Ähnliche, ähnlich wirkende, gleiche oder gleich wirkende Elemente sind in den Figuren mit gleichen Bezugszeichen versehen. Die Figuren sind lediglich schematisch und nicht maßstabsgetreu dargestellt.
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1 zeigt schematisch eine Ladeanordnung gemäß einem Ausführungsbeispiel. Die Ladeanordnung 100 der 1 ist zum Laden eines Energiespeichers eines elektrisch antreibbaren Fahrzeugs eingerichtet. Diese Ladeanordnung 100 weist eine Ladevorrichtung 10, einen Stecker 20 und eine Leitung 30 auf. Die Leitung 30 kann dazu eingerichtet sein, den Stecker 20 mit der Ladevorrichtung 10 zu verbinden und kann gegebenenfalls getrennt werden. Die Leitung 30 kann dem Stecker 20 von einer Ladevorrichtung 10 bereitgestellten Wechsel- und/oder Gleichstrom zuführen. Der Stecker 20 kann zudem dazu eingerichtet sein Wechsel- und/oder Gleichstrom dem Energiespeicher des elektrisch antreibbaren Fahrzeugs zuzuführen und kann hierfür in eine entsprechende Steckdose des Fahrzeugs eingesteckt werden und kann hierfür ausgelegt sein.
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Die Ladevorrichtung 10, welche ein geschlossenes Gehäuse aufweisen kann, kann einen Wechselstromverteiler 14 und einen Gleichstromspannungswandler 12 aufweisen, die gegebenenfalls im gleichen Gehäuse angeordnet sein können. Der Wechselstromverteiler 14 kann dazu eingerichtet sein, vom Versorgungsnetz 44 bereitstellbaren Wechselstrom dem Stecker 20 über die Leitung 30 zuzuführen, und der Gleichstromspannungswandler 12 kann dazu eingerichtet sein, die Spannung von einer Photovoltaikanlage 40 bereitstellbaren Gleichstrom anzupassen und über die Leitung 30 dem Stecker 20 zuzuführen. Der Gleichstromspannungswandler 12 kann dabei als galvanischer Gleichstromspannungswandler 12 ausgeführt sein.
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Obgleich nicht in 1 gezeigt, ist es denkbar, dass die Photovoltaikanlage 40 mit einem Photovoltaikenergiespeicher verbunden ist, welcher wiederum den Gleichstrom dem Gleichstromspannungswandler 12 bereitstellt.
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Die Leitung 30 kann ein oder mehrere Kabel aufweisen. Die Leitung 30 kann ein AC-Kabel und ein DC-Kabel aufweisen. Zudem kann die Leitung 30 ein Datenkabel aufweisen, welches beispielsweise Informationen bezüglich des Energiespeichers des Fahrzeugs erfassen und/oder empfangen kann und beispielsweise einer Steuereinheit 16 (vgl. 2) der Ladeanordnung 100 weiterleiten kann.
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2 zeigt schematisch eine Ladeanordnung 100 gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel. Sofern nicht anders beschrieben, weist die Ladeanordnung 100 der 2 dieselben Elemente und/oder Komponenten wie die Ladeanordnung 100 der 1 auf.
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In der Ladevorrichtung 10 der Ladeanordnung 100 der 2 sind weiter eine Erfassungseinheit 18, eine Steuereinheit 16 sowie eine Schnittstelle 19 vorhanden. Die Steuereinheit 16 ist sowohl mit dem Gleichstromspannungswandler 12 als auch mit dem Wechselstromverteiler 14 verbunden und kann diese beide Elemente steuern. Das Steuern dieser Elemente kann in Abhängigkeit von empfangenen Ladedaten erfolgen. Solche Ladedaten können über die Schnittstelle 19 eingegeben werden und/oder über die Erfassungseinheit 18 erfasst werden. Die Steuereinheit 16 kann somit dazu eingerichtet ist, den Wechselstromverteiler 14 und den Gleichstromspannungswandler 12 basierend auf empfangenen Ladedaten zu steuern, um insbesondere dem Stecker 20 wahlweise und/oder gleichzeitig Wechselstrom und Gleichstrom zuzuführen. Die Steuereinheit 16 kann bestimmen welchen Anteil an AC-Strom und an DC-Strom dem Stecker 20 zugeführt werden soll. Die Steuereinheit 16 kann beispielsweise die Ladeleistung erhöhen in dem sie den Wechselstromverteiler 14 und den Gleichstromspannungswandler 12 derart steuert, sodass gleichzeitig mit AC- und mit DC-Strom geladen wird.
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Die Schnittstelle 19 kann zum Beispiel als Funkschnittstelle ausgeführt sein und/oder eine Eingabevorrichtung aufweisen. Über die Schnittstelle 19 kann der Benutzer die Ladeanordnung 100 programmieren und/oder vorprogrammieren. Es ist zum Beispiel denkbar, dass der Benutzer einen Timer mittels der Schnittstelle 19 eingibt, welcher die Ladezeit mit DC-Strom und/oder mit AC-Strom begrenzt. Im Allgemeinen kann der Benutzer mittels der Schnittstelle 19 die Ladeanordnung 100 wie gewünscht steuern. Wird eine schnellere Ladung gewünscht, so kann der Benutzer dies mittels der Schnittstelle 19 eingeben, sodass die Steuereinheit 16 den Wechselstromverteiler 14 und den Gleichstromspannungswandler 12 entsprechend steuern kann.
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Das Wechseln von einem Betriebsmodus zu einem anderen Betriebsmodus, d. h. von einem Ladevorgang mit DC-Strom, mit AC-Strom oder mit AC- und DC-Strom kann ferner alternativ oder zusätzlich automatisch angepasst werden. Die Steuereinheit 16 kann hierzu eingerichtet sein. Ein solches automatisches Anpassen kann auf den Ladedaten basieren.
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Um ein gleichzeitiges Laden mit AC- und mit DC-Strom zu ermöglichen kann zum Beispiel der Stecker sowohl einen Wechselstromladeanschluss 22 und einen Gleichstromladeanschluss 24 aufweisen. Der Wechselstromladeanschluss 22 kann etwa mit fünf Anschlüssen für den Strom und zwei Anschlüssen für die Datenkommunikation versehen sein.
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Des Weiteren zeigt die 2 auch ein Ladesystem 200, welches eine PV-Anlage 40, einen Wechselrichter 42 und ein Versorgungsnetz 44 aufweist. Eine Batterie 46 kann auch vorgesehen sein. Eine solche Batterie 46 kann zum Beispiel mittels einem bidirektionalen Gleichstromspannungswandler 12 geladen werden, indem der Energiespeicher des elektrisch antreibbaren Fahrzeugs entladen wird.
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Ergänzend sei darauf hingewiesen, dass die Begriffe „umfassend“ und „aufweisend“ keine anderen Elemente ausschließen und die unbestimmten Artikel „eine“ oder „ein“ keine Vielzahl ausschließen. Ferner sei darauf hingewiesen, dass Merkmale und Schritte, die mit Verweis auf eines der obigen Ausführungsbeispiele beschrieben worden sind, auch in Kombination mit anderen Merkmalen und Schritten anderer oben beschriebener Ausführungsbeispiele verwendet werden können. Bezugszeichen in den Ansprüchen sind nicht als Einschränkungen anzusehen.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Ladevorrichtung
- 12
- Gleichstromspannungswandler
- 14
- Wechselstromverteiler
- 16
- Steuereinheit
- 18
- Erfassungseinheit
- 19
- Schnittstelle
- 20
- Stecker
- 22
- Wechselstromladeanschluss
- 24
- Gleichstromladeanschluss
- 30
- Leitung
- 40
- Photovoltaikanlage
- 42
- Wechselrichter
- 44
- Versorgungsnetz
- 46
- Batterie
- 100
- Ladeanordnung
