DE29505733U1 - Schnelladesystem für Elektroautos - Google Patents

Schnelladesystem für Elektroautos

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Description

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Beschreibung Schnelladesystem für Elektroautos
Das Konzept besteht aus einer stationären Ladeeinheit (A)1 mit Schnelladegerät (1), Stromzähler (2a), Scheckkarten oder Münzautomat (2b), Kabel (3) und Schnittstelle (4), (5) mit Spannungskodierung (D) im Elektroauto (B), Um den Wirkungsradius von Elektroautos zu erhöhen, wurde ein Schnelladegerät (1) entwickelt Damit lassen sich Elektroautos innerhalb von etwa 1-2 Stunden zu 70% laden. Die restliche Energie kann Übernacht zu Hause nachgeladen werden. Bei genügend hoher Leistung des Ladegerätes wird aufgrund der steilen Ladekennlinie, 70% der Ladung in den ersten 2 Stunden aufgenommen.
Auf diese Weise erhöht sich der Wirkungsradius von Elektroautos auf ca. 130km, so daß man problemlos Elektroautos für den innerstädtischen Verkehr und Nahverkehr nutzen kann. Wird der Strom durch Solarzellen erzeugt, wobei das vorhandene Stromnetz die Funktion des Energiespeichers übernimmt, ist das Elektroauto zu 100% emisionsfrei D.h. es trägt nicht zu Urnweitbelastung bei und fährt außerdem noch geräuschlos.
Die Schnelladestsb'on (A) wird an das vorhandene Drehstromnetz angeschlossen. Das Kernstück ist ein HochfequenzSchaJtnetzteii vom Typ PVT6180 (1) von Fa.eds Ingenieurbüro, das nach dem sog. Resonanzwandlerprinzip arbeitet. Daraus ergibt sich ein hoher Wirkungsgrad (ca. 85%) bei gleichzeitig kleinen Abmessungen und geringer EMV-Belastung der Umweit.
Bedienung:
1 .Münzeinwurf, Entnehmbare Leisung in kWh wird über Display angezeigt, Schnelladegerät PVT6180 bekommt Drehstrom über das Schütz im Münzautomat. Signallampe leuchtet
2. Stecker ins Elektroauto stecken, Spannungsebene wird detektiert
3. Start-Taste drücken, Ladevorgang startet, Signallampe leuchtet
4. Nach abgelaufener Zeit, kWh, schaitetdas Gerät ab. Signallampe erlöscht
Funktionsbeschreibung:
Die staüonäre Einheit (A) ist der Hauptbestandteil des Systems, Über den Drehstromstecker(IO) fließt der Strom in den Drehstromzähler (2a), und Impufsgebereintheit bzw Münzautomat (2b) vom Typ LMZ 436eg, der Firma NZR in Bad Laer, Die Ladezeit wird im Münzautomat vorprogrammiert Das Schneidegerät (1) transformiert die elektrische Energie auf das Spannungsniveau der Akkus (9) und richtet den Drehstrom gleich, so daß Gleichstrom am Ausgang (4) vorhanden ist. Der Strom wird im PVT61S0 primärseitig auf 10A begrenzt, so daß das Gerät vor Überlast geschützt isst AusgangsseWg regelt das Gerät auf die Ladeendspannung der Akkus (9), die sich im Elektroauto (B) befinden. Figur 2. Außerdem begrenzt ein einstellbarer Timer im Ladegerät (1) die max. Ladezeit auf 0- 4 Stunden, Daraus ergibt sich eine lUa-Ladekennlinie, Da Strom wird ausgangseitig gemessen. Bei Bedarf auch eine andere Kennlinie in den Mikroprozessor programmiert werden. Beispielsweise eine W-Kennlinie durch Hinzunahme des Ausgangsstromes. Über 2 Kodiereingänge S1 u, S2 (Figur 3) lassen sich 4 verschiedene Spannungsniveaus unterscheiden.
Die Signallampe (13) in der Ladestation (A) leuchtet, sobald vom Münzautomat die 3 Phasen (3L) freigegeben werden. Sinngemäß ist die Signallampe mit einer Phase (L1) am Ausgang des Münzautomaten verbunden. Die Rückleitung ist mit dem Nulleiter (N) verbunden. Die Starttaste (12) ist an der Schnittstelle im Ladegerät (1) an Pin 7 und Pin 8 anzuschließen.
S2 S1
120V 0 0
144V 0 1
168V 1 0
180 V 1 1
Wertetabelle der Spannungskodierung im Elektroauto
Steckbrücke (b) und (a) zu Steckbrücke (b) zu, (a) offen Steckbrücke (b) offen, (a) zu Steckbrücke (b) offen, (a) offen
Die Einstellung der Kodiereingänge S1 und S2 wird im Elektroauto mit dem Schalter (7) auf der Kodierplatine (D) vorgenommen. Figur 1 und 2.
Dort befindet sich der berührungssichere Stecker (5) der Firma Schaitbau, München der Baureihe LZ250 mit mechanischer Kodiervorrichtung, mit 2 Hauptkontakten und 4 Pilotkontakten. Die Haupikontakte gehen über ein Kabel (11) an Plus und Minus der Akkueinheit (9) des Autos. Die Püotkontakte (14a bis 14d) werden benutzt für Temperaturfühler, S1, S2, undGnd. Respektive : Temp. (14a), S1 (14b), S2 (14c) QND (14d).
Die 4 Spannungsebenen decken den größtenteil der zur Zeit auf dem Markt befindlichen Elektroautos ab. Folgende Spannungen können zur Zeit auf dem Ladegerät eingestellt werden. 120V, 144V, 168V, 180V.
Maximale Leistungsübertragung von 5kW ist mit den Spannungsebenen 144V, 188V und 180Vmögiich.
Sobald der Benutzer den Stecker (4) in den Stecker (5) des Elektroautos steckt erkennt das Ladegerät (1) zunächst die Spannungsebene des Autos. Nach Einwurf der Münzen erscheint am Display des Automaten (2b) die damit vorgegebene Leistung, weiche ins &Egr;-Auto eingespeist werden kann, gleichzeitig schaltet ein Schütz das Ladegerät (1) ein und nach Drücken der Starttaste (12),beginnt der Ladevorgang.
Ist der Ladevorgang beendet, entweder weil der Münzzähler (2b) abgeschaltet hat, oder weil die Akkus vollgeladen sind, oder weil die 4 Stunden oder weniger (je nach Vorgabe des Betreibers der Ladestalion (1) des Timers abgelaufen sind, oder weil von Hand über die Start Stop Taste (12) abgeschaltet wurde, schaltet die Signallampe (13) aus.
Ein anderer Benutzer kann nun die Ladestation (A) für sein Elektroauto benutzen.
Wie aus der Wertetabelle oben hervorgeht kann mit der Schaltung in Fig.3 zwischen 4 Spannungsebenen unterschieden werden, je nach Kombination von Steckbrücken oder Umschaltern. Die Leitungen (14b) und (14c) werden vom Ladegerät (1) dekodiert Sie sind zusammen mit den Leitungen (14a) und (14d) an der Schnittstelle im Ladegerät (1) anzuschließen.
Bei Fühierbruch des Akkutemperaturfühlers (8), oder bei nicht eingestecktem Stecker (4) im Stecker (5) des Elektroautos schaltet das Ladegerät (1) automatisch ab.
-2-
•·
A = Ladestation B = Elektroauto D = Kodierplatine
I = SchneHadegerät 2a= Stromzähler 2b= Münzautomat
3 = Verbindungskabei von der Ladesiation zum Fahrzeug 3!= 3phasen Kabel
4 = Hochstrom-Stecker
4I= Drehstromkabel, 3phasen + N
5 = Hochstrom-Stecker
7 = Kodierschalter
8 = Akkutemperaturfühler
9 = Akkusatz im Fahrzeug 10= Drehstromstecker
I1 =Batteriekabel im Fahrzeug, 2adr. 12= Start-Stop-Taster 13= Signallampe 14a=Steuerieifung für Akkutemperatur 14b=Steuerieitaing für Spannungskodierung 14c=Steuerleitung für Spannungskodierung S2 14d=Steuergnd
a = Steckbrücke für S1 b = Steckbrücke für S2
-3-

Claims (1)

Schutzansprüche:
1. Stromtankstelle (A) für Elektroautos mit integriertem Schnelladegerät (1), mit einer der Leistung von mindestens 5kW.
2,Stromtankstelle (A) mit einem Gleichspannungsausgang (4), dessen Spannung vom Schnelladegerät (1) umgeschaltet werden kann, je nach Anzahl der in Reihe geschalteten Akkus (9) im zu ladenden Elektroauto
astromtankstelle (A) mit Drehstromzähler (2a) und Münz- oder Scheckkartenautomat (2b), der das Schnelladegerät (1) enteprechend der Vorgabe durch Münzen oder Scheckkarte freigibt
4, Spannungskodierung (D) amLadestecker p) des Elektroauto mit Hilfe von Steckbrücken (a) u. (b), bzw. Schaltern. So daß über 2 Signalieitungen S1 (14b) u, S2 (14c) wenigstens 4 Spannungsebenen unterschieden werden können.
5, Detektion der Temperatur am Akku (9), Fühlerbruch (8) und nicht sachgemäßes Einstecken des Ladesteckers (4) im Stecker (5) des Fahrzeugs über eine Signalleitung (14a),. zwischen Ladestation und Elektroauto.
-4-
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