DE202022105943U1 - charging station - Google Patents

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Abstract

Ladestation (1) für Elektrofahrzeuge (3),
- mit mindestens einem Schaltschrank (5), wobei der mindestens eine Schaltschrank (5) modular aufgebaut ist,
- mit mindestens einem Ladepunkt (2), dadurch gekennzeichnet, dass die Ladestation (1) nur einen zentralen Logikcontroller (7) und nur einen zentralen Laderegler (6) aufweist, wobei dies jeweils separate Module sind, und der Laderegler (6) nicht in einem Ladepunkt (2) verbaut ist.

Figure DE202022105943U1_0000
Charging station (1) for electric vehicles (3),
- with at least one control cabinet (5), wherein the at least one control cabinet (5) has a modular structure,
- with at least one charging point (2), characterized in that the charging station (1) has only one central logic controller (7) and only one central charge controller (6), these being separate modules in each case, and the charge controller (6) not in a charging point (2) is installed.
Figure DE202022105943U1_0000

Description

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung geht aus von einer Ladestation für Elektrofahrzeuge, nach der Gattung des Anspruchs 1.The invention is based on a charging station for electric vehicles according to the preamble of claim 1.

Die zunehmende Elektromobilität und die damit verbundene Verbreitung von Ladestationen zum Laden von Elektrofahrzeugen, insbesondere mit mehreren Ladepunkten, stellen die Energieinfrastruktur und die Versorgungsnetzwerke zunehmend vor die Herausforderung, mit hohen Spitzenlasten umzugehen, wie es beispielsweise im Sinne eines intelligenten Lastmanagements in den Druckschriften EP 2 710 701 B1 , US 2017/0274792 A1 , US 2013/0057209 A1 und US 2014/0320083 offenbart wird. Das Lastmanagement wird bei gängigen Ladestationen zum einen derart gehandhabt, dass in den einzelnen Ladepunkten einer Ladestation Laderegler verbaut sind, wie es beispielsweise in der DE 10 2019 134 508 A1 offenbart ist, die wahlweise eine Maximallastbeschränkung ( WO 2020/148181 A1 , EP 3 544 145 A1 ) vornehmen oder dynamisch die Lasten der einzelnen Ladevorgänge ausgleichen ( EP 3 576 246 A1 , DE 10 2015 114 002 A1 ), sodass weder eine Überlastung noch eine Schieflast auftritt, oder im Sinne einer Primär-Sekundär-Steuerung ein Hauptladepunkt (Primär) einen Laderegler aufweist, der dann die anderen abhängigen Ladepunkte (Sekundär) steuert. Die Verwendung mehrere Laderegler ist kostenintensiv und die Aktualisierung bzw. Nachrüstung ist bei mehreren Ladereglern mit hohem Aufwand und gegebenenfalls einer kompletten Erneuerung der Ladestation verbunden. Eine klassische Primär-Sekundär-Steuerung hat dem gegenüber den Vorteil, dass die Nachrüstung von weiteren Ladepunkten als Sekundär-Ladepunkte ohne weiteres möglich ist, jedoch ist die Funktionsfähigkeit der gesamten Ladestation von der Funktionsfähigkeit des Primär-Ladepunktes abhängig.Increasing electromobility and the associated spread of charging stations for charging electric vehicles, in particular with several charging points, are increasingly presenting the energy infrastructure and supply networks with the challenge of dealing with high peak loads, as is the case, for example, in terms of intelligent load management in the publications EP 2 710 701 B1 , U.S. 2017/0274792 A1 , US 2013/0057209 A1 and U.S. 2014/0320083 is revealed. On the one hand, load management is handled in common charging stations in such a way that charge controllers are installed in the individual charging points of a charging station, as is the case, for example, in DE 10 2019 134 508 A1 is disclosed which optionally imposes a maximum load constraint ( WO 2020/148181 A1 , EP 3 544 145 A1 ) or dynamically balance the loads of the individual loading processes ( EP 3 576 246 A1 , DE 10 2015 114 002 A1 ), so that neither an overload nor an unbalanced load occurs, or in the sense of a primary-secondary control, a main charging point (primary) has a charging controller, which then controls the other dependent charging points (secondary). The use of several charge controllers is cost-intensive and the updating or retrofitting of several charge controllers is associated with a great deal of effort and, if necessary, a complete renewal of the charging station. A classic primary-secondary control has the advantage that additional charging points can easily be retrofitted as secondary charging points, but the functionality of the entire charging station depends on the functionality of the primary charging point.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine die Nachteile des Standes der Technik überwindende Ladestation bereitzustellenThe invention is therefore based on the object of providing a charging station which overcomes the disadvantages of the prior art

Die Erfindung und ihre VorteileThe invention and its advantages

Die erfindungsgemäße Ladestation für Elektrofahrzeuge, mit den Merkmalen des Anspruchs 1, hat demgegenüber den Vorteil, dass die Ladestation für Elektrofahrzeuge mindestens einen Schaltschrank, wobei der mindestens eine Schaltschrank modular aufgebaut ist, und mindestens einen Ladepunkt aufweist, wobei die Ladestation nur einen zentralen Logikcontroller und nur einen zentralen Laderegler aufweist, wobei dies jeweils separate Module sind, und der Laderegler nicht in einem Ladepunkt verbaut ist, wodurch mittels des zentralen Logikcontrollers das Lastmanagement geregelt wird und darüber hinaus eine Nachrüstung von weiteren Ladepunkten ohne weiteres möglich ist und eine erhöhte Betriebssicherheit ermöglicht wird. Die erfindungsgemäße Ladestation ist konzipiert für Elektrofahrzeuge aller Art und nicht nur beschränkt auf Elektroautos, sondern umfasst darüber hinaus auch unter anderem Schiffe, Fahrräder, Lastkraftwagen und dergleichen.The charging station for electric vehicles according to the invention, with the features of claim 1, has the advantage that the charging station for electric vehicles has at least one control cabinet, with the at least one control cabinet having a modular design, and at least one charging point, with the charging station only having a central logic controller and has only one central charge controller, each of which are separate modules, and the charge controller is not installed in a charging point, which means that the load management is regulated by means of the central logic controller and, in addition, retrofitting of further charging points is easily possible and increased operational reliability is made possible . The charging station according to the invention is designed for all types of electric vehicles and is not only limited to electric cars, but also includes ships, bicycles, trucks and the like, among others.

Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Ladestation sind der Laderegler und/oder der Logikcontroller in mindestens einem Schaltschrank verbaut. Dies hat den Vorteil, dass diese so vor fremdem Zugriff geschützt sind und Kunden lediglich mit dem Ladepunkt als Peripheriegerät in Kontakt kommen.According to an advantageous embodiment of the charging station according to the invention, the charge controller and/or the logic controller are installed in at least one switch cabinet. This has the advantage that they are protected from unauthorized access and customers only come into contact with the charging point as a peripheral device.

Nach einer zusätzlichen vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Ladestation weist die Ladestation mindestens zwei Ladepunkte auf, die mittels des Logikcontrollers über ein dynamisches Lastmanagement regelbar sind. Das dynamische Lastmanagement, welches über einen zentralen Logikcontroller geregelt wird, hat den Vorteil, dass so in schneller Art und Weise Schieflasten und Lastspitzen kompensiert werden können, ohne dabei einen erhöhten Regelungsaufwand durch mehrere Laderegler zu haben. Denkbar wäre es auch, dass neben einem dynamischen Lastmanagement ein statisches Lastmanagement verwendet wird und/oder das System zwischen diesen beiden Varianten flexibel wechseln kann.According to an additional advantageous embodiment of the charging station according to the invention, the charging station has at least two charging points that can be regulated by means of the logic controller via dynamic load management. The dynamic load management, which is regulated via a central logic controller, has the advantage that unbalanced loads and load peaks can be compensated for in a quick manner without having to have an increased control effort due to several charge controllers. It would also be conceivable for static load management to be used in addition to dynamic load management and/or for the system to be able to switch flexibly between these two variants.

Nach einer zusätzlichen vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Ladestation ist die Ladestation mit einem Backend verbunden, wodurch die Abwicklung des Ladevorgangs mit dem Kunden bzw. dem Betreiber geregelt wird.According to an additional advantageous embodiment of the charging station according to the invention, the charging station is connected to a backend, as a result of which the handling of the charging process is regulated with the customer or the operator.

Nach einer zusätzlichen vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Ladestation verfügt die Ladestation über eine bidirektionale Energieverteilung, wodurch Energie auch beispielsweise vom Elektrofahrzeug ins Netz eingespeist werden kann.According to an additional advantageous embodiment of the charging station according to the invention, the charging station has a bidirectional energy distribution, which means that energy can also be fed from the electric vehicle into the grid, for example.

Nach einer zusätzlichen vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Ladestation weist mindestens ein Schaltschrank eine Verriegelungsvorrichtung auf. Denkbar wäre es, dass die Verriegelung über ein Codeschloss, ein mechanische Schloss oder eine biometrische Erkennung geöffnet werden kann. Dies hat den Vorteil, dass der Schaltschrank nur von berechtigten Personen geöffnet werden kann.According to an additional advantageous embodiment of the charging station according to the invention, at least one switch cabinet has a locking device. It would be conceivable that the lock could be opened using a code lock, a mechanical lock or biometric recognition. This has the advantage that the control cabinet can only be opened by authorized persons.

Nach einer zusätzlichen vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Ladestation sind der Logikcontroller und/oder der Laderegler modular aufgebaut, wodurch eine Hardwareerweiterung oder ein Hardwareupdate einfach möglich sind.According to an additional advantageous embodiment of the charging station according to the invention, the logic controller and/or the charging regulator are modular constructed, which makes a hardware extension or a hardware update easily possible.

Nach einer zusätzlichen vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Ladestation weist die Ladestation eine automatische Fahrzeug- und/oder Nutzeridentifikation auf.According to an additional advantageous embodiment of the charging station according to the invention, the charging station has automatic vehicle and/or user identification.

Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sind der nachfolgenden Beschreibung, den Ansprüchen und der Zeichnung entnehmbar.Further advantages and advantageous configurations of the invention can be found in the following description, the claims and the drawing.

Figurenlistecharacter list

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Ladestation ist in der Zeichnung dargestellt und wird im Folgenden näher erläutert. Es zeigt

  • 1 eine schematische Zeichnung des Aufbaus einer erfindungsgemäßen Ladestation.
A preferred embodiment of the charging station according to the invention is shown in the drawing and is explained in more detail below. It shows
  • 1 a schematic drawing of the structure of a charging station according to the invention.

Beschreibung der AusführungsbeispieleDescription of the exemplary embodiments

1 zeigt eine schematische Zeichnung des Aufbaus einer erfindungsgemäßen Ladestation 1. Die erfindungsgemäße Ladestation 1 weist mindestens einen Ladepunkt 2 für ein Elektrofahrzeug 3 auf, wobei bevorzugt mehrere Ladepunkte 2 verbaut sind. Die Ladepunkte 2 sind über Verbindungskabel 4 mit einem Schaltschrank 5 verbunden, wobei abhängig von dem Umfang der Ladestation 1 auch mehrere Schaltschränke 5 verwendet werden können. Im modular aufgebauten Ladeschrank 5 sind ein zentraler Laderegler 6 und ein Logikcontroller 7 untergebracht, die die Stromabgabe an die Ladepunkte 3 regeln. Die Abrechnung des Ladevorgangs erfolgt über ein Backend-System 8, das zur Verarbeitung der Kundendaten dient. Dieses kann in Form eines cloud-gestützten oder computerbasierten Systems ausgebildet sein. Der Schaltschrank 5 ist über eine bidirektionale Verbindung 9 mit einer Stromquelle 10 verbunden. Die Stromquelle 10 kann zum einen beispielsweise ein Haus- bzw. Gebäudeanschluss sein oder ein Energiespeicher, der mit einer regenerativen Energiequelle, wie einer Solaranlage, verbunden ist. Der Schaltschrank 5 ist in einer nicht frei zugänglichen Einhausung 11, wobei diese ein Raum, ein Container oder dergleichen sein kann, untergebracht, sodass nur befugte Personen zu diesem Zugriff haben und insbesondere ein Schutz gegen Vandalismus erreicht wird. 1 shows a schematic drawing of the structure of a charging station 1 according to the invention. The charging station 1 according to the invention has at least one charging point 2 for an electric vehicle 3, with multiple charging points 2 preferably being installed. The charging points 2 are connected to a control cabinet 5 via a connecting cable 4, it also being possible for several control cabinets 5 to be used, depending on the size of the charging station 1. A central charge controller 6 and a logic controller 7 are housed in the modular charging cabinet 5 , which regulate the power delivery to the charging points 3 . The charging process is billed via a backend system 8, which is used to process the customer data. This can be in the form of a cloud-supported or computer-based system. The control cabinet 5 is connected to a power source 10 via a bidirectional connection 9 . The power source 10 can be, for example, a house or building connection or an energy store that is connected to a regenerative energy source, such as a solar system. The switch cabinet 5 is housed in a housing 11 that is not freely accessible, and this can be a room, a container or the like, so that only authorized persons have access to it and, in particular, protection against vandalism is achieved.

Sofern mehr als ein Elektrofahrzeug 3 an der Ladestation 1 geladen wird, kann es abhängig vom Zuleitungssystem der Verbindungskabel 4 und den Spezifikationen des Elektrofahrzeugs 3, insbesondere hinsichtlich der Ladegeschwindigkeit zu Schräglasten kommen. Diese können durch den Logikcontroller 7 erkannt und ausgeglichen werden, indem entsprechende Begrenzungen und Zuteilungen an den Laderegler 6 übermittelt werden. Auch ein VIP-System wäre in diesem Sinne denkbar, bei dem der Logikcontroller 7 auf eine entsprechende Identifizierung bzw. Authentifizierung eines Elektrofahrzeugs 3 reagiert und diesem eine optimierte bzw. erhöhte Ladeleistung zuweist. Die Identifizierung bzw. Authentifizierung könnte dabei beispielsweise über eine automatische Fahrzeugerkennung oder eine Fahreridentifikation erfolgen, wobei bei letzterer sowohl App-Lösungen wie auch eine RFID-Erkennung oder dergleichen denkbar sind. Insbesondere bei großen Ladestationen 1 die in ein Gebäudeversorgungssystem integriert sind, kann es erforderlich sein, die jeweilige Ladeleistung der Ladestation 1 zu regulieren, um eine überhöhte Belastung der Gesamtversorgung zu vermeiden.If more than one electric vehicle 3 is being charged at the charging station 1, oblique loads can occur depending on the supply system of the connecting cables 4 and the specifications of the electric vehicle 3, in particular with regard to the charging speed. These can be recognized and compensated for by the logic controller 7 by transmitting appropriate limitations and assignments to the charge controller 6 . A VIP system would also be conceivable in this sense, in which the logic controller 7 reacts to a corresponding identification or authentication of an electric vehicle 3 and allocates an optimized or increased charging power to it. The identification or authentication could take place, for example, via automatic vehicle identification or driver identification, with the latter both app solutions and RFID identification or the like being conceivable. In particular in the case of large charging stations 1 which are integrated into a building supply system, it may be necessary to regulate the respective charging power of the charging station 1 in order to avoid an excessive load on the overall supply.

Alle in der Beschreibung, den nachfolgenden Ansprüchen und der Zeichnung dargestellten Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination miteinander erfindungswesentlich sein.All of the features presented in the description, the following claims and the drawing can be essential to the invention both individually and in any combination with one another.

BezugszeichenlisteReference List

11
Ladestationcharging station
22
Ladepunktcharging point
33
Elektrofahrzeugelectric vehicle
44
Verbindungskabelconnection cable
55
Schaltschrankswitch cabinet
66
Ladereglercharge controller
77
Logikcontrollerlogic controller
88th
Backendbackend
99
Bidirektionale VerbindungBi-directional connection
1010
Energiequelleenergy source
1111
Einhausungenclosure

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION

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Claims (8)

Ladestation (1) für Elektrofahrzeuge (3), - mit mindestens einem Schaltschrank (5), wobei der mindestens eine Schaltschrank (5) modular aufgebaut ist, - mit mindestens einem Ladepunkt (2), dadurch gekennzeichnet, dass die Ladestation (1) nur einen zentralen Logikcontroller (7) und nur einen zentralen Laderegler (6) aufweist, wobei dies jeweils separate Module sind, und der Laderegler (6) nicht in einem Ladepunkt (2) verbaut ist.Charging station (1) for electric vehicles (3), - with at least one switch cabinet (5), the at least one switch cabinet (5) being of modular design, - with at least one charging point (2), characterized in that the charging station (1) only has a central logic controller (7) and only one central charge controller (6), each of which is a separate module, and the charge controller (6) is not installed in a charging point (2). Ladestation (1), nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Laderegler (6) und/oder der Logikcontroller (7) in mindestens einem Schaltschrank (5) verbaut sind.charging station (1), after claim 1 , characterized in that the charge controller (6) and/or the logic controller (7) are installed in at least one switch cabinet (5). Ladestation (1), nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Ladestation (1) mindestens zwei Ladepunkte (2) aufweist, die mittels des Logikcontrollers (7) über ein dynamisches Lastmanagement regelbar sind.charging station (1), after claim 1 or claim 2 , characterized in that the charging station (1) has at least two charging points (2) which can be regulated by means of the logic controller (7) via dynamic load management. Ladestation (1), nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ladestation (1) mit einem Backend (8) verbunden ist.Charging station (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the charging station (1) is connected to a backend (8). Ladestation (1), nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ladestation (1) über eine bidirektionale Energieverteilung verfügt.Charging station (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the charging station (1) has a bidirectional energy distribution. Ladestation (1), nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Schaltschrank (5) eine Verriegelungsvorrichtung aufweist.Charging station (1) according to one of the preceding claims, characterized in that at least one switch cabinet (5) has a locking device. Ladestation (1), nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Logikcontroller (7) und/oder der Laderegler (6) modular aufgebaut sind.Charging station (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the logic controller (7) and/or the charging regulator (6) are of modular design. Ladestation (1), nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ladestation (1) eine automatische Fahrzeug- und/oder Nutzeridentifikation aufweist.Charging station (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the charging station (1) has an automatic vehicle and/or user identification.
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