EP4584118A1 - System zum laden einer batterie eines elektro- oder hybridfahrzeugs - Google Patents

System zum laden einer batterie eines elektro- oder hybridfahrzeugs

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EP4584118A1
EP4584118A1 EP23764228.5A EP23764228A EP4584118A1 EP 4584118 A1 EP4584118 A1 EP 4584118A1 EP 23764228 A EP23764228 A EP 23764228A EP 4584118 A1 EP4584118 A1 EP 4584118A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
charging
contacts
direct current
standard
electric
Prior art date
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Pending
Application number
EP23764228.5A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Ingo NÖVERMANN
Michael Berres
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Kiekert AG
Original Assignee
Kiekert AG
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Filing date
Publication date
Application filed by Kiekert AG filed Critical Kiekert AG
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Pending legal-status Critical Current

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    • B60L53/00—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
    • B60L53/10—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles characterised by the energy transfer between the charging station and the vehicle
    • B60L53/11—DC charging controlled by the charging station, e.g. mode 4
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L53/00—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
    • B60L53/30—Constructional details of charging stations

Definitions

  • the invention relates to a system comprising a charging connector for attachment to the vehicle body of an electric or hybrid vehicle and a charging electronics unit that can be installed in the electric or hybrid vehicle for controlling the charging of a battery of the electric or hybrid vehicle, wherein the charging connector has at least one pair of DC contacts and a pair Has AC contacts and the charging electronics unit is provided with a DC receiving part for connecting to the DC contacts and an AC receiving part for connecting to the AC contacts.
  • a system comprising a charging connector for attachment to the vehicle body of an electric or hybrid vehicle and a charging electronics unit that can be installed in the electric or hybrid vehicle for controlling the charging of a battery of the electric or hybrid vehicle
  • the charging connector having at least one pair of DC contacts and a Pair of AC contacts
  • the charging electronics unit is provided with a DC receiving part for connecting to the DC contacts and an AC receiving part for connecting to the AC contacts
  • the charging connector has a short-circuiting device with which a respective AC contact can be short-circuited with a respective DC contact in such a way that via the AC contacts Current received from the charging electronics unit can only be received from the DC contacts and forth.
  • alternating current contacts When we talk about alternating current contacts, this refers to the outer conductors and the neutral conductor (center conductor), which are also intended for charging with alternating current.
  • An external conductor also known colloquially as a phase
  • a neutral conductor is a conductor that is electrically connected to the neutral point and capable of contributing to the distribution of electrical energy.
  • the contacts that are present are referred to as AC contacts, labeled L1, L2 and L3 (outer conductor) and N (neutral conductor).
  • the basic idea of the present invention is therefore to achieve an increase in the cable cross-section for charging the electric or hybrid vehicle, which is equipped with a conventional charging connector, such as a charging plug according to the European standard IEC 62196 Type 2, by simultaneously connecting the AC contacts and the DC contacts can be used for DC charging.
  • An IEC 62196 Type 2 charging plug provides two DC contacts and four AC contacts. There is also a protective conductor contact and two contacts for charging communication.
  • it is not intended to use the DC contacts and the AC contacts at the same time for charging the electric or hybrid vehicle. During a charging process, only either the direct current charging path or only the alternating current charging path is used.
  • the four alternating current contacts which are arranged in the charging socket immediately next to the direct current contacts, remain unused. Due to the simultaneous use of the direct current contacts and the alternating current contacts for direct current charging, which is provided according to the invention, an approximately twice as high current intensity is possible, for example in the previously mentioned type 2 charging plug, which results in a considerable increase. hung the charging power without having to use a fundamentally different type of plug.
  • the charging efficiency also increases due to the higher effective cable cross section. Even if the charging power were only increased slightly, the contact resistance would be significantly lower if the direct current contacts and the alternating current contacts were used at the same time and would therefore lead to significantly lower losses during charging.
  • the short-circuit device can be controlled in different ways.
  • the charging connector is provided with a switch which, in the unactuated state, causes the short-circuiting device to ensure that there is no short circuit between a respective alternating current contact and a respective direct current contact, and produces this short circuit in the actuated state.
  • a switch can be actuated in different ways.
  • the switch can be actuated by means of a second charging connector connected to the charging connector.
  • the switch can basically be designed in different ways.
  • the switch is a mechanical switch.
  • the system in question is additionally provided with a second charging connector which can be plugged together with the charging connector and which is a switching element has, with which the switch of the charging connector is automatically actuated when plugged together with the second charging connector.
  • Poka Yoke design is preferably used in order to prevent such a modified charging connector from being plugged together with conventional charging connectors.
  • the Japanese term “Poka Yoke” refers to a principle consisting of several elements, which includes technical precautions or devices for the immediate detection and prevention of errors.
  • Poka Yoke is similar to a key and lock principle: the function protected by Poka Yoke can only be activated if a suitable counterpart is used.
  • a further advantage is that the charging connector described here on the electric or hybrid vehicle is also compatible without restrictions with charging connectors of conventional charging cables, in particular in accordance with the two standards mentioned above.
  • the use of the AC contacts and the DC contacts remains separate, and all usual charging options can still be used.
  • the system additionally has a charging station and a charging cable connected to the charging station and carrying the second charging connector on its side facing away from the charging station, the second charging connector, apart from the switching element, according to the US standard SAEJ1772 or the European standard IEC 62196 Type 2 and at the same time has standard alternating current contacts and standard direct current contacts, all of which are supplied with direct current from the charging station via the charging cable.
  • the charging connector on the electric or hybrid vehicle can be a conventional charging connector and only the charging connector on the charging cable and the charging electronics unit need to be modified according to the invention.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)

Abstract

Gegenstand der Erfindung ist ein System zum Laden einer Batterie (14) eines Elektro- oder Hybridfahrzeugs (11 ). Dazu ist ein System aus einem Ladesteckverbinder (10) zum Anbringen an die Fahrzeugkarosserie eines Elektro- oder Hybridfahrzeugs (11 ) und einer in dem Elektro- oder Hybridfahrzeug (11 ) installierbaren Ladeelektronikeinheit (113) zum Steuern des Ladens einer Batterie (14) des Elektro- oder Hybridfahrzeugs (11 ) vorgesehen, wobei der Ladesteckverbinder (10) wenigstens ein Paar Gleichstromkontakte (5) und ein Paar Wechselstrom kontakte (2) aufweist, die Ladelektronikeinheit (113) mit einem Gleichstromempfangsteil (26) zum Verbinden mit den Gleichstromkontakten (5) und einem Wechselstromempfangsteil (25) zum Verbinden mit den Wechselstrom kontakten (2) versehen ist und der Ladesteckverbinder (10) eine Kurzschlusseinrichtung (15) aufweist, mit der ein jeweiliger Wechselstromkontakt (2) mit einem jeweiligen Gleichstromkontakt (5) derart kurzschließbar ist, dass über die Wechselstrom kontakte (2) empfangener Strom von der Ladeelektronikeinheit (113) nur noch von den Gleichstromkontakten (5) her empfangbar ist. Auf diese Weise wird auf einfache Weise ein Hochleistungsladen eines Elektro- oder Hybridfahrzeugs (11 ) ermöglicht.

Description

System zum Laden einer Batterie eines Elektro- oder Hybridfahrzeugs
Die Erfindung betrifft ein System aus einem Ladesteckverbinder zum Anbringen an die Fahrzeugkarosserie eines Elektro- oder Hybridfahrzeugs und einer in dem Elektro- oder Hybridfahrzeug installierbaren Ladeelektronikeinheit zum Steuern des Ladens einer Batterie des Elektro- oder Hybridfahrzeugs, wobei der Ladesteckverbinder wenigstens ein Paar Gleichstromkontakte und ein Paar Wechselstromkontakte aufweist und die Ladelektronikeinheit mit einem Gleichstromempfangsteil zum Verbinden mit den Gleichstromkontakten und einem Wechselstromempfangsteil zum Verbinden mit den Wechselstromkontakten versehen ist.
Die Erfindung betrifft außerdem ein System aus einem Ladesteckverbinder zum Anbringen an die Fahrzeugkarosserie eines Elektro- oder Hybridfahrzeugs und einer in dem Elektro- oder Hybridfahrzeug installierbaren Ladeelektronikeinheit zum Steuern des Ladens einer Batterie des Elektro- oder Hybridfahrzeugs, wobei der Ladesteckverbinder wenigstens ein Paar Gleichstromkontakte und ein Paar Wechselstromkontakte aufweist, die Ladelektronikeinheit mit einem Gleichstromempfangsteil zum Verbinden mit den Gleichstromkontakten und einem Wechselstromempfangsteil zum Verbinden mit den Wechselstrom kontakten versehen ist und die Ladelektronikeinheit eine Kurzschlusseinrichtung aufweist, mit der das Gleichstromempfangsteil mit dem Wechselstromempfangsteil derart kurzschließbar ist, dass der von den Gleichstromkontakten her stammende Strom und der von den Wechselstromkontakten her stammende Strom gemeinsam über das Gleichstromempfangsteil zum Laden der Batterie des Elektro- oder Hybridfahrzeugs verwendbar ist.
Elektro- und Hybridfahrzeuge verfügen über einen aufladbaren Energiespeicher, in der Regel eine Hochvolt-Batterie, die im Fährbetrieb einem elektrischen Antriebsmotor Energie bereitstellt. Die Speicherkapazitäten dieser Hochvolt-Batterien sind begrenzt, so dass sie regelmäßig an einer Ladestation wieder aufgeladen werden muss. Das Laden der Batterie erfolgt über ein zwischen Ladestation und Fahrzeug vorgesehenes Ladekabel, wobei das Ladekabel z.B. gemäß der europäischen Norm IEC 62196 Typ 2 auf der einen Seite mit einem Ladestecker, der in eine an der Ladestation vorgesehene Ladesteckdose einsteckbar ist, und auf der anderen Seite mit einer Ladekupplung versehen ist, die mit einem im Elektro- und Hybridfahrzeug installierten Ladeeinbaustecker verbindbar ist. Vorliegend werden Ladesteckdosen, Ladestecker, Ladekupplungen und Ladeeinbaustecker unter dem Begriff „Ladesteckverbinder“ subsummiert. Ladesteckdosen und Ladekupplungen weisen als Ladekontakte Kontakthülsen auf, und Ladestecker sowie in Elektro- oder Hybridfahrzeuge einbaubare Ladeeinbaustecker weisen als Ladekontakte Kontaktstifte auf, die in die Kontakthülsen einsteckbar sind.
Die elektrische Übertragungsleistung ist dabei durch mehrere Faktoren begrenzt, nämlich durch die von der Ladesäule zur Verfügung gestellte Ladeleistung, die ladesäulenseitig begrenzten Kabelkapazitäten, thermische Effekte, die elektrische Leitfähigkeit der Ladesteckerverbinder am Fahrzeug, die Verarbeitungskapazitäten der Leistungselektronik im Fahrzeug und die Ladungsaufnahme und Temperatur der Fahrzeugbatterie. Aufgrund des Wunsches, immer größere Ladegeschwindigkeiten zu ermöglichen, wurden bereits Kühlkonzepte bei Ladesteckverbindern und Ladekabeln verwendet, die die Übertragung höherer Ströme ermöglichen sollen. Die Übertragungsgka- pazität der stromführenden Infrastruktur ist dabei hauptsächlich durch die Leitfähigkeit der Materialien und die durch die elektrische Last hervorgerufene Erwärmung begrenzt. Einen großen Einfluss hat dabei der Querschnitt der Leiter, der im Falle der Ladesteckverbinder durch die standardisierte Bauform vorgegeben ist (z.B. CCS2-Standard gemäß der Norm IEC 62196). Diese Standards beschreiben teilweise kombinierte Steckertypen für Wechselstrom- und Gleichstrom laden (AC- und DC-Laden), mittels Gleichstromkontakten bzw. Wechselstromkontakten, wobei bei einem Ladevorgang immer nur entweder die Gleichstrom kontakte bzw. die Wechselstrom kontakte verwendet werden.
Aus der DE 10 2021 111 527 A1 sind ein Ladesystem für elektrische Fahrzeugversorgungseinrichtungen (EVSE) und ein Verfahren zur gleichzeitigen Versorgung eines Elektrofahrzeugs mit Wechselstrom und Gleichstrom bekannt. Dazu umfasst das EVSE eine Hybridladestation, die konfiguriert ist das Fahrzeug gleichzeitig mit Wechselstrom und Gleichstrom zu laden. Dazu wird Strom einer AC-Stromquelle in DC-Strom umgewandelt. Ein als bidirektionales AC-DC-Gleichrichter ausgestaltetes Offboard-Lademodul, angeordnet zwischen Wechselspannungsbus und Gleichspannungsbus, wandelt AC- Leistung in DC-Leistung um. Dadurch kann der in Gleichstrom umgewandelte Wechselstrom dem Koppler gleichzeitig mit dem über ein Schaltrelais verbundenen Wechselstrom zugeführt werden. Das Ermöglicht das gleichzeitige Laden eines Fahrzeugs, sowohl mit Wechsel- als auch mit Gleichstrom sowie das Laden eines Fahrzeugs mit Gleichstrom und eines weiteren Fahrzeugs mit Wechselstrom. Dazu müssen die Fahrzeuge mit einem als bidirektionaler AC-DC-Gleichrichter ausgestalteten Offboard-Lademodul ausgestattet sein, um den Wechselstrom entsprechend in Gleichstrom transformieren und mit dem Gleichstrom des fahrzeugseitigen Gleichstrombus zusammenführen zu können
Die WO 2022/112950 A2 beschreibt Ladegeräte für Elektrofahrzeuge sowie Ladevorgänge für Elektrofahrzeuge. Dabei ist ein System zum gleichzeitigen Wechselstrom- und Gleichstrom laden eines Elektrofahrzeugs vorgesehen. Dazu wird ein CCS2-Kombi-EV-Anschluss für gleichzeitiges Laden bereitgestellt. Der Ladestecker empfängt von einem Ladeport einen AC-Strom und gleichzeitig einen DC-Strom von einer Photovoltaikanlage oder einem Batteriespeichersystem. Der DC-Strom wird dazu direkt der Batterie des Fahrzeugs zugeführt, und ein fahrzeugseitiges Ladegerät ist über einen AC-DC Wandler mit dem AC-Anschluss des Combosteckers in Verbindung, um die Batterie zu laden. Es ist die Aufgabe der Erfindung, auf möglichst einfache Weise ein Hochleistungsladen eines Elektro- oder Hybridfahrzeugs zu ermöglichen.
Diese Aufgabe wird durch die Gegenständer der unabhängigen Ansprüche gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung finden sich in den Unteransprüchen.
Erfindungsgemäß ist somit ein System aus einem Ladesteckverbinder zum Anbringen an die Fahrzeugkarosserie eines Elektro- oder Hybridfahrzeugs und einer in dem Elektro- oder Hybridfahrzeug installierbaren Ladeelektronikeinheit zum Steuern des Ladens einer Batterie des Elektro- oder Hybridfahrzeugs vorgesehen, wobei der Ladesteckverbinder wenigstens ein Paar Gleichstromkontakte und ein Paar Wechselstromkontakte aufweist, die Ladelektronikeinheit mit einem Gleichstromempfangsteil zum Verbinden mit den Gleichstromkontakten und einem Wechselstromempfangsteil zum Verbinden mit den Wechselstrom kontakten versehen ist und der Ladesteckverbinder eine Kurzschlusseinrichtung aufweist, mit der ein jeweiliger Wechselstrom kontakt mit einem jeweiligen Gleichstromkontakt derart kurzschließbar ist, dass über die Wechselstromkontakte empfangener Strom von der Ladeelektronikeinheit nur noch von den Gleichstromkontakten und her empfangbar ist.
Wenn vorliegend von Wechselstromkontakten die Rede ist, dann sind damit die Außenleiter sowie der Neutralleiter (Mittelleiter) gemeint, die jedenfalls auch für eine Laden mit Wechselstrom vorgesehen sind. Als Außenleiter (umgangssprachlich auch als Phase bezeichnet) wird dabei ein Leiter bezeichnet, der im üblichen Betrieb unter Spannung steht und zur Übertragung oder Verteilung elektrischer Energie beitragen kann, aber kein Neutralleiter ist. Ein Neutralleiter ist ein Leiter, der mit dem Neutralpunkt elektrisch verbunden und in der Lage ist, zur Verteilung elektrischer Energie beizutragen. In der europäischen Norm IEC 62196 Typ 2 werden die Kontakte, die vorlie- gend als Wechselstromkontakte bezeichnet werden, mit L1 , L2 und L3 (Außenleiter) und mit N (Neutralleiter) bezeichnet. Diesem Verständnis soll nicht entgegenstehen, dass die europäische Norm IEC 62196 Typ 2 auch eine Betriebsart kennt, gemäß der über die Kontakte L1 , L2, L3 und N ein Gleichstromladen erfolgt. Im Übrigen werden vorliegend nur solche Kontakte als Gleichstromkontakte bezeichnet, die ausschließlich für das Laden mit Gleichstrom vorgesehen sind.
Der Grundgedanke der vorliegenden Erfindung liegt also darin, eine Vergrößerung des Leitungsquerschnitts zum Laden des Elektro- oder Hybridfahrzeugs, das mit einem herkömmlichen Ladesteckverbinder, wie einem Ladeeinbaustecker nach der europäischen Norm IEC 62196 Typ 2, ausgestattet ist, dadurch zu erzielen, dass gleichzeitig die Wechselstromkontakte und die Gleichstrom kontakte für ein Gleichstrom laden verwendet werden. Ein Ladeeinbaustecker des Typs IEC 62196 Typ 2 sieht zwei Gleichstromkontakte und vier Wechselstrom kontakte vor. Darüber hinaus gibt es einen Schutzleiterkontakt sowie zwei Kontakte für die Ladekommunikation. Allerdings ist es gemäß der in Rede stehenden Norm nicht vorgesehen, die Gleichstromkontakte und die Wechselstrom kontakte gleichzeitig für das Laden des Elektro- oder Hybridfahrzeugs zu verwenden. Bei einem Ladevorgang wird somit immer nur entweder der Gleichstrom ladepfad oder nur der Wechselstromladepfad genutzt.
Während also beim Gleichstrom laden der Querschnitt der Gleichstromkontakte die maximale Ladegeschwindigkeit, entsprechend einer maximalen Ladeleistung, begrenzt, bleiben die vier Wechselstrom kontakte, die in der Ladesteckdose unmittelbar neben den Gleichstromkontakten angeordnet sind, ungenutzt. Durch die erfindungsgemäß vorgesehene gleichzeitige Verwendung der Gleichstromkontakte und der Wechselstrom kontakte für ein Gleichstromladen wird z.B. bei dem zuvor angesprochenen Typ 2-Ladestecker eine in etwa doppelt so hohe Stromstärke ermöglicht, was eine erhebliche Erhö- hung der Ladeleistung bedeutet, ohne einen grundsätzlich anderen Steckertypen verwenden zu müssen.
Außerdem erhöht sich durch den höheren effektiven Leitungsquerschnitt auch die Ladeeffizienz. Selbst wenn nämlich die Ladeleistung nur leicht gesteigert werden würde, wäre der Übergangswiderstand bei gleichzeitiger Verwendung der Gleichstromkontakte und der Wechselstrom kontakte erheblich niedriger und würde damit zu wesentlich niedrigeren Verlusten beim Laden führen.
Grundsätzlich kann die Kurzschlusseinrichtung auf unterschiedliche Weisen angesteuert werden. Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist jedoch vorgesehen, dass der Ladesteckverbinder mit einem Schalter versehen ist, der im unbetätigten Zustand bei der Kurzschlusseinrichtung bewirkt, dass kein Kurzschluss zwischen einem jeweiligen Wechselstrom kontakt und einem jeweiligen Gleichstromkontakt vorliegt, und im betätigten Zustand diesen Kurzschluss herstellt. Ein derartiger Schalter kann auf unterschiedliche Weisen betätigbar sein. Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist jedoch vorgesehen, dass der Schalter mittels einer mit dem Ladesteckverbinder verbundenen zweiten Ladesteckverbinder betätigbar ist. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass immer, wenn eine Verbindung zwischen entsprechenden Ladesteckverbindern besteht, mit denen Gleichstrom auch über die Wechselstrom kontakte übertragen wird, die erforderliche Aktivierung der Kurzschlusseinrichtung zum Bewirken des Kurzschlusses zwischen einem jeweiligen Wechselstrom kontakt und einem jeweiligen Gleichstromkontakt erfolgt.
Dabei kann der Schalter grundsätzlich auf verschiedene Weisen ausgebildet sein. Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist der Schalter jedoch ein mechanischer Schalter. Unter diesem Aspekt ist das in Rede stehende System zusätzlich mit einem mit dem Ladesteckverbinder zusammensteckbaren zweiten Ladesteckverbinder versehen, der ein Schaltelement aufweist, mit dem der Schalter des Ladesteckverbinder beim Zusammenstecken mit dem zweiten Ladesteckverbinder automatisch betätigt wird.
Dabei kommt vorzugsweise ein Poka Yoke-Design zum Einsatz, um ein Zusammenstecken eines solchen modifizierten Ladesteckverbinder mit herkömmlichen Ladesteckverbindern nicht zuzulassen. Der japanische Ausdruck „Poka Yoke“ bezeichnet ein aus mehreren Elementen bestehendes Prinzip, welches technische Vorkehrungen bzw. Einrichtungen zur sofortigen Fehleraufdeckung und -Verhinderung umfasst. Poka Yoke ähnelt als fehlervermeidendes Prinzip einem Schlüssel-Schloss-Prinzip: Nur wenn ein passendes Gegenstück verwendet wird, kann die mittels Poka Yoke geschützte Funktion aktiviert werden.
Vorzugsweise handelt es sich vorliegend bei den Ladesteckverbindern, von dem Schalter bzw. dem Schaltelement abgesehen, um eine einen Ladeeinbaustecker bzw. um eine Ladekupplung gemäß der US-Norm SAEJ1772 oder der europäischen Norm IEC 62196 Typ 2. Im Rahmen des Poka Yoke- Designs weist die Ladekupplung z.B. eine Kunststoffnase auf, die mit herkömmlichen Ladeeinbausteckern, insbesondere Ladeeinbausteckern nach den beiden zuvor genannten Normen, nicht kompatibel ist, in diese also nicht eingesteckt werden kann. Gleichzeitig bildet diese Kunststoffnase vorzugsweise das Schaltelement, das mit dem Schalter des Einbausteckers zusammenwirkt, um auf diese Weise die Kurzschlusseinrichtung zu aktivieren und den Kurzschluss zwischen einem jeweiligen Wechselstrom kontakt und einem jeweiligen Gleichstrom kontakt zu bewirken. Somit wird also durch Aufstecken einer entsprechenden Ladekupplung auf den Ladeeinbaustecker mechanisch ein Modus hergestellt, im Rahmen dessen sowohl die Wechselstromkontakte als auch die Gleichstrom kontakte zum Gleichstrom laden verwendet werden können.
Ein Vorteil dieser Ausgestaltung liegt unter anderem auch darin, dass neben den zuvor geschilderten Anpassungen der Ladesteckverbinder, bei der Norm IEC 62196 Typ 2 also der Anpassung der Ladekupplung am Ladekabel und des Ladeeinbausteckers am Elektro- oder Hybridfahrzeug, keine weiteren Anpassungen der Fahrzeugelektronik notwendig sind. Aus der Sicht der Ladelektronikeinheit erfolgt ein Laden nur über die Gleichstromkontakte, allerdings mit wesentlich höheren Strömen.
Ein weiterer Vorteil liegt darin, dass der vorliegend beschriebene Ladesteckverbinder am Elektro- oder Hybridfahrzeug auch mit Ladesteckverbindern von herkömmlichen Ladekabeln, insbesondere gemäß der zuvor genannten beiden Normen, ohne Einschränkungen kompatibel ist. Hierbei bleiben die Verwendung der Wechselstromkontakte bzw. der Gleichstromkontakte getrennt, und es können weiterhin alle üblichen Lademöglichkeiten verwendet werden.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung weist das System zusätzlich eine Ladestation und ein mit der Ladestation verbundenes und an seiner der Ladestation abgewandten Seite den zweiten Ladesteckverbinder tragendes Ladekabel auf, wobei der zweite Ladesteckverbinder, von dem Schaltelement abgesehen, gemäß der US-Norm SAEJ1772 oder der europäischen Norm IEC 62196 Typ 2 ausgebildet ist und gleichzeitig normgemäße Wechselstrom kontakte und normgemäße Gleichstrom kontakte aufweist, die von der Ladestation her über das Ladekabel alle mit Gleichstrom versorgt werden.
Erfindungsgemäß ist außerdem ein System aus einem Ladesteckverbinder zum Anbringen an die Fahrzeugkarosserie eines Elektro- oder Hybridfahrzeugs und einer in dem Elektro- oder Hybridfahrzeug installierbaren Ladeelektronikeinheit zum Steuern des Ladens einer Batterie des Elektrofahrzeugs vorgesehen, wobei der Ladesteckverbinder wenigstens ein Paar Gleichstromkontakte und ein Paar Wechselstromkontakte aufweist, die Ladelektronikeinheit mit einem Gleichstromempfangsteil zum Verbinden mit den Gleichstromkontakten und einem Wechselstromempfangsteil zum Verbinden mit den Wechselstrom kontakten versehen ist und die Ladelektronikeinheit eine Kurzschlusseinrichtung aufweist, mit der das Gleichstromempfangsteil mit dem Wechselstromempfangsteil derart kurzschließbar ist, dass der von den Gleichstromkontakten her stammende Strom und der von den Wechselstrom kontakten her stammende Strom gemeinsam über das Gleichstromempfangsteil zum Laden einer Batterie des Elektro- oder Hybridfahrzeugs verwendbar ist.
Auch auf diese Weise werden sowohl die Wechselstrom kontakte als auch die Gleichstromkontakte gleichzeitig für ein Gleichstrom laden zur Verfügung gestellt. Hierbei liegt ein Vorteil darin, dass der Ladesteckverbinder am Elektrooder Hybridfahrzeug ein herkömmlicher Ladesteckverbinder sein kann und nur der Ladesteckverbinder am Ladekabel und die Ladeelektronikeinheit erfindungsgemäß modifiziert sein müssen. Insbesondere ist es also möglich, ein Elektro- oder Hybridfahrzeug, das mit einem solchen herkömmlichen Ladesteckverbinder und einer erfindungsgemäß modifizierten Ladeelektronikeinheit versehen ist, auf herkömmliche Art und Weise zu laden, also z.B. nur im Wechselstrombetrieb oder nur im Gleichstrombetrieb.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist nun vorgesehen, dass mit der Ladeelektronikeinheit erfassbar ist, ob an dem Wechselstromempfangsteil der Ladeelektronikeinheit Gleichstrom oder Wechselstrom empfangen wird, wobei mit der Ladeelektronikeinheit das Gleichstromempfangsteil mit dem Wechselstromempfangsteil im Falle des Empfangs von Gleichstrom kurzgeschlossen wird, so dass der von dem Gleichstromkontakten herstammende Strom und der von den Wechselstrom kontakten herstammende Strom gemeinsam über das Gleichstromempfangsteil zum Laden einer Batterie des Elektrofahrzeugs verwendet werden können. Der Ladesteckverbinder am Elektro- oder Hybridfahrzeug kann auch hier gemäß der IIS-Norm SAEJ1772 oder europäischen Norm IEC 62196 Typ 2 ausgebildet sein.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist das System zusätzlich mit einer Ladestation und einem mit der Ladestation verbundenen und an seiner der Ladestation abgewandten Seite einen zweiten Ladesteckverbinder tragenden Ladekabel versehen, wobei der zweite Ladesteckverbinder als eine Ladekupplung gemäß der US-Norm SAEJ 1772 oder der europäischen Norm IEC 62196 Typ 2 ausgebildet ist und über die Norm hinausgehend gleichzeitig normgemäße Wechselstrom kontakte und normgemäße Gleichstromkontakte aufweist, die von der Ladestation her über das Ladekabel alle mit Gleichstrom versorgt werden. Diese andere Beaufschlagung der Wechselstromkontakte mit Gleichstrom anstatt mit Wechselstrom wird vorzugsweise über Anschlüsse der Ladekupplung für die Ladekommunikation an die Ladeelektronikeinheit kommuniziert, so dass diese, sofern sie für diese Art des Gleichstromladens nicht geeignet ist, einen solchen Ladevorgang verweigern kann.
Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung liegt weiterhin darin, dass bei allen zuvor genannten Ausgestaltungen der Erfindung die Wechselstrom kontakte und die Gleichstromkontakte der Ladesteckdose mit einer Temperaturüberwachung versehen sind. Ganz besonders bevorzugt gilt in diesem Zusammenhang, dass jeder Wechselstrom kontakt der Ladesteckdose mit einem eigenen Temperatursensor versehen ist.
Schließlich ist erfindungsgemäß noch eine Ladekupplung zum Aufstecken auf einen Ladeeinbaustecker vorgesehen, der gemäß der US-Norm SAEJ1772 oder der europäischen Norm IEC 62196 Typ 2 ausgebildet ist, wobei die Ladekupplung gemäß der US-Norm SAEJ1772 oder der europäischen Norm IEC 62196 Typ 2 ausgebildet ist und über die Norm hinausgehend gleichzeitig normgemäße Wechselstrom kontakte und normgemäße Gleichstromkontakte aufweist. Eine derartige Ladekupplung hat den Vorteil, dass mit ihr das vorliegend in Rede stehende Gleichstromladen ermöglicht wird, bei dem Gleichstrom nicht nur über die Gleichstromkontakte, sondern gleichzeitig auch über die Wechselstrom kontakte übertragen werden. Eine derartige Ladekupplung ist also für eine derartige Verwendung geeignet, bei der neben den beiden Gleichstrom kontakten auch jeweils zwei Wechselstromkontakte mit Gleichstrom beaufschlagt werden.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Zeichnungen weiter erläutert.
In den Zeichnungen zeigen
Fig. 1a das Steckgesicht einer Ladekupplung gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung,
Fig. 1 b das Steckgesicht eines Ladeeinbausteckers gemäß der
Norm IEC 62196 Typ 2.
Fig. 2 schematisch die Ladeinfrastruktur gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung,
Fig. 3 schematisch einen herkömmlichen Gleichstrom ladevorgang,
Fig. 4 schematisch einen herkömmlichen Wechselstrom ladevorgang,
Fig. 5 schematisch einen kombinierten Gleichstrom ladevorgang mit einer Ladekupplung und einem Ladeeinbaustecker gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung, Fig. 6 einen herkömmlichen Wechselstrom ladevorgang mit einer herkömmlichen Ladekupplung und einem Ladeeinbaustecker gemäß dem in Fig. 5 gezeigten bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung,
Fig. 7 einen kombinierten Gleichstrom ladevorgang mit einer Ladekupplung und einer Ladeelektronikeinheit gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung,
Fig. 8 einen herkömmlichen Wechselstrom ladevorgang mit einer herkömmlichen Ladekupplung und einer Ladeelektronikeinheit gemäß dem in Fig. 7 dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung,
Fig. 9 schematisch das automatische Betätigen eines an einem
Ladesteckverbinder vorgesehenen mechanischen Schalters beim Zusammenstecken mit einer Ladekupplung gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung,
Fig. 10 schematisch einen Ladesteckverbinder mit Temperatursensoren gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung und
Fig. 11 schematisch Details einer Ladeelektronikeinheit mit einer
Kurzschlusseinrichtung gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung.
In Fig. 1 ist ein Ladesteckverbinder 1 in Form einer Ladekupplung gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Gezeigt ist das Steckgesicht dieser Ladekupplung 1 , wobei dieses Steckgesicht im Wechselstrombereich (oben) und im Gleichstrombereich (unten) dem der europäischen Norm IEC 62196 Typ 2 entspricht. Anders als von der Norm vorgesehen ist es hier jedoch so, dass die Ladekupplung 1 gleichzeitig sowohl Wechselstromkontakte 2 als auch Gleichstromkontakte 5 trägt. Darüber hinaus weist die Ladekupplung 1 , wie im Standard vorgesehen, einen Schutzkontakt 6 sowie zwei Kommunikationskontakte 4 auf.
Die Ladeinfrastruktur, im Rahmen der die in Fig. 1a gezeigte Ladekupplung 1 verwendet wird, ist schematisch in Fig. 2 dargestellt. Der Ladestrom für ein Elektro- oder Hybridfahrzeug 11 wird mittels einer Ladestation 3 bereitgestellt. Diese Ladestation 3 weist eine Ladesteckdose 7 auf, in die ein Ladestecker 8 einsteckbar ist. Der Ladestecker 8 ist an einer Seite eines Ladekabels 9 angeordnet, wobei das Ladekabel 9 an seiner anderen Seite die Ladekupplung 1 trägt. Diese ist auf einen in dem Elektro- oder Hybridfahrzeug 11 vorgesehenen Ladesteckverbinder in Form eines Ladeeinbausteckers 10 aufsteckbar. Diese Ladeinfrastruktur, die aus Fig. 2 ersichtlich ist, entspricht im Wesentlichen der, wie sie auch von der europäischen Norm IEC 62196 Typ 2 vorgesehen ist.
Ein Ladeeinbaustecker 10 gemäß der Norm IEC 62196 Typ 2 ist schematisch in Fig. 1 b dargestellt. Der Ladeeinbaustecker 10 weist 4 Wechselstromkontakte 32, zwei Kommunikationskontakte 34, einen Schutzkontakte 36 und zwei Gleichstromkontakte 35 auf. In diesem Zusammenhang sei bemerkt, dass die in Rede stehende Norm auch ein Gleichstrom laden vorsieht, das über die hier als Wechselstrom kontakte 32 bezeichneten Kontakte erfolgt. Die Norm sieht vor, dass entweder zum Kontaktieren der Wechselstrom kontakte 32, also für ein Wechselstrom laden, eine Wechselstrom ladekupplung aufgesteckt wird oder aber, für ein Gleichstromladen, auf die Gleichstromkontakte 35 eine Gleichstromladekupplung, wobei letztere auch den Schutzkontakt 36 und die Kommunikationskontakte 34 im oberen Teil kontaktiert.
Bevor auf die bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung weiter im Detail eingegangen wird, sei auf die Figuren 3 und 4 verwiesen, die ein herkömmliches Gleichstromladen (Fig. 3) sowie ein herkömmliches Wechsel- stromladen (Fig. 4) zeigen. Bei dem in Fig. 3 dargestellten herkömmlichen Gleichstrom laden erfolgt das Laden über die bereitgestellte Gleichstromver- bindung 24, während die im Fahrzeugteil 22 vorgesehene Wechselstromverbindung 23, die vom Ladeeinbaustecker 10 zur Batterie 14 führt, nicht genutzt wird. Konkret ist also ein herkömmliches Ladekabel 109 an der Ladestation 3 angeschlossen, z.B. über einen hier nicht weiter dargestellten herkömmlichen Ladestecker. An der der Ladestation 3 abgewandten Seite weist das herkömmliche Ladekabel 109 eine herkömmliche Ladekupplung 101 auf, die auf einen im Elektro- oder Hybridfahrzeug vorgesehenen herkömmlichen Einbaustecker 110 aufgesteckt ist. Die Ladestation 3 bildet dabei zusammen mit dem Ladekabel 109 und der Ladekupplung 101 ein Ladeinfrastrukturteil 21. Zwischen Ladekupplung 101 und Ladeeinbaustecker 110 erfolgt der Übergang auf ein Fahrzeugteil 22, mit dem vorliegend die Ladekomponenten bezeichnet sind, die sich im Elektro- oder Hybridfahrzeug 11 befinden.
Da die herkömmliche Ladekupplung 101 nur über die Gleichstromverbindung 24 Strom liefert, wird auch im Fahrzeugteil 22 nur über die Gleichstromverbindung 24 Strom von dem herkömmlichen Ladeeinbaustecker 110 über ein herkömmliches internes Ladekabel 112 des Elektro- oder Hybridfahrzeugs 11 an eine herkömmliche Ladeelektronikeinheit 113 geliefert, über die der Strom schließlich zur Batterie 14 des Elektro- oder Hybridfahrzeugs 11 gelangt.
Ähnlich stellt sich der Prozess beim in Fig. 4 dargestellten herkömmlichen Wechselstrom laden dar. Der von der Ladestation 3 stammende Wechselstrom wird über das herkömmliche Ladekabel 109 und die herkömmliche Ladekupplung 101 an den herkömmlichen Ladeeinbaustecker 110 geliefert, von dem aus der Wechselstrom über ein in dem Elektro- oder Hybridfahrzeug 11 vorgesehenes herkömmliches internes Ladekabel 112 an die herkömmliche Ladeelektronikeinheit 113 gelangt, von wo aus er an die Batterie 14 gegeben wird. In diesem Zusammenhang sei nochmals darauf hingewiesen, dass beim Gleichstrom laden über die Gleichstrom kontakte 35 des Einbausteckers 10 einerseits und beim Wechselstrom laden über die Wechselstromkontakte 32 des Einbausteckers 10 andererseits, die herkömmliche Ladekupplung 101 jeweils unterschiedlich ausgestaltet ist. Den beiden in den Figuren 3 und 4 gezeigten herkömmlichen Ladevorgängen ist also gemein, dass im Ladeinfrastrukturteil 21 entweder nur eine Gleichstromverbindung 24 oder nur eine Wechselstromverbindung 23 bestromt ist. Insofern sind in einer herkömmlichen Ladekupplung 101 auch nur entweder Wechselstrom kontakte oder Gleichstromkontakte vorgesehen.
Hier setzt die Erfindung an, indem eine derartige Ladekupplung 1 bereitgestellt wird, die, wie in Fig. 1 schematisch dargestellt, sowohl über Wechselstromkontakte 2 als auch über Gleichstromkontakte 5 verfügt. Gemäß dem in Fig. 5 dargestellten ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist es nun so, dass über ein modifiziertes Ladekabel 9 von der Ladestation 3 ein wesentlich höherer Strom an die Ladekupplung 1 geliefert wird. Dazu weist das Ladekabel 9 einen größeren Leitungsquerschnitt auf als das herkömmliche Ladekabel 109. Ferner ist in der Ladekupplung 1 eine Verteilung des von dem Ladekabel 9 empfangenen Gleichstroms sowohl auf die Wechselstromkontakte 2 als auch auf die Gleichstrom kontakte 5 vorgesehen. Bei dieser Ladekupplung 1 werden die Wechselstrom kontakte insofern nur deshalb als solche bezeichnet, weil sie mit den Kontakten des Ladeeinbausteckers 10 in Kontakt kommen, die herkömmlicher Weise zumindest auch als Wechselstromkontakte 32 verwendet werden.
Auf diese Weise steht beim Übergang von der Ladekupplung 1 auf den Einbaustecker 10 mehr Querschnitt zur Übertragung des Gleichstroms zur Verfügung. Im Fahrzeugteil 22 soll nun der Gleichstrom wieder nur über die Gleichstromverbindung 24 übertragen werden. Dazu weist der Einbaustecker 10 eine Kurzschlusseinrichtung 15 auf, mit der die Wechselstrom kontakte 32 mit den Gleichstromkontakten 35 kurzgeschlossen werden. Konkret werden dabei jeweils zwei Wechselstromkontakte 32 mit einem Gleichstromkontakt 35 verbunden. Auf diese Weise verläuft der Gleichstrom im Fahrzeugteil 22 also nur noch über die Gleichstromverbindung, so dass er dann über ein modifiziertes internes Ladekabel 12 mit gegenüber dem herkömmlichen internen Ladekabel 112 größeren Querschnitt über die herkömmliche Ladeelektronikeinheit 113 zur Batterie 14 gelangt.
Besonders vorteilhaft ist dieses erste bevorzugte Ausführungsbeispiel der Erfindung insofern, als dass der mit der Kurzschlusseinrichtung 15 versehene Ladeeinbaustecker 10 auch zusammen mit einer herkömmlichen Ladekupplung 101 verwendet werden kann, nämlich, wie in Fig. 6 schematisch dargestellt, für ein herkömmliches Wechselstromladen. Dazu muss lediglich ein in der Kurzschlusseinrichtung 15 vorgesehener Schalter 16 derartig geschaltet werden, dass der Kurzschluss zwischen den Wechselstrom kontakten 32 und den Gleichstromkontakten 35 in dem Einbaustecker 10 aufgehoben wird. Gemäß dem hier beschriebenen ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist die Kurzschlusseinrichtung 15 derart ausgestaltet, dass sie mittels des Schalters 16 nur dann zwischen einem Kurzschluss zwischen den Wechselstromkontakten 32 und den Gleichstromkontakten 35 des Ladeeinbausteckers 10 führt, wenn ein am Ladeeinbaustecker 10 vorgesehener Schalter 41 mittels eines an der Ladekupplung 1 vorgesehenen Schaltelements 42 betätigt wird. Hier handelt es sich um einen mechanischen Schalter 41 , der, wie schematisch aus Fig. 9 ersichtlich und dort mittels Pfeilen dargestellt, beim Aufstecken der Ladekupplung 1 auf den Ladeeinbaustecker 10 verschwenkt wird, was die Kurzschlusseinrichtung 15 derart ansteuert, dass der Schalter 16 den Kurzschluss zwischen den Wechselstromkontakten 32 und den Gleichstromkontakten 35 des Einbausteckers 10 bewirkt.
Aus den Figuren 7 und 8 ist nun ein zweites bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung ersichtlich. Auch hier wird über ein modifiziertes Ladekabel 9 Gleichstrom von der Ladestation 3 zu der Ladekupplung 1 geführt. Dort wird, wie schon zuvor im Zusammenhang mit dem ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben, der Gleichstrom sowohl auf die Gleichstromkontakte 35 als auch auf die Wechselstromkontakte 32 gegeben, so dass insgesamt ein größerer Querschnitt zum Übertragen des Gleichstroms zur Verfügung steht. Im Fahrzeugteil 22 wird dieser Gleichstrom dann einerseits über die Wechselstromverbindung 23 als auch über die Gleichstromverbindung 24 geführt. Die Wechselstromverbindung 23 im Fahrzeugteil wird hier also für das Leiten von Gleichstrom verwendet. Dazu kann ein herkömmlicher Ladestecker 110 im Elektro- oder Hybridfahrzeug 11 verwendet werden, der mittels eines herkömmlichen internen Ladekabels 112 mit einer Ladeelektronikeinheit 13 verbunden ist, die derart modifiziert ist, dass sie eine Kurzschlusseinrichtung 17 aufweist. Mit dieser Kurzschlusseinrichtung 17 der Ladeelektronikeinheit 13 werden die Gleichstromverbindung 24 und die Wechselstromverbindung 24 kurzgeschlossen, so dass der über diese beiden Verbindungen 23, 24 übertragene Gleichstrom gemeinsam der Batterie 14 zugeleitet werden kann.
Die Ladeelektronikeinheit 13 mit der Kurzschlusseinrichtung 17 ist schematisch im Detail in Fig. 11 dargestellt. Dort ist erkennbar, dass die Ladeelektronikeinheit 13 mit einem Wechselstromempfangsteil 25 und einem Gleichstromempfangsteil 26 versehen ist. Dies entspricht grundsätzlich dem herkömmlichen Design und ist so auch in der herkömmlichen Ladeelektronikeinheit 113 verwirklicht. In Abweichung davon ist vorliegend jedoch zusätzlich die Kurzschlusseinrichtung 17 vorgesehen, die es ermöglicht, dass das Gleichstromempfangsteil 26 mit dem Wechselstromempfangsteil 25 derart kurzgeschlossen werden kann, dass der von den Gleichstromkontakten 5 her stammende Strom und der von den Wechselstrom kontakten 2 her stammende Strom gemeinsam über das Gleichstromempfangsteil 26 und einen Batterieanschluss 27 zum Laden der Batterie 14 des Elektro- oder Hybridfahrzeugs 11 verwendet werden können. Auch bei diesem zweiten bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung gilt, dass weiterhin z.B. ein herkömmliches Wechselstrom laden möglich bleibt. Wird nämlich die Gleichstromverbindung im Fahrzeugteil 22 gar nicht mit einem Gleichstrom beaufschlagt, so wird eben nur der über die Wechselstrom- Verbindung 23 empfangene Wechselstrom über die Ladeelektronikeinheit 13 an die Batterie 14 geliefert.
In Fig. 10 ist schematisch ein Ladeeinbaustecker 10 gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, der nicht nur im Bereich der Gleichstrom kontakte 35 sondern auch im Bereich der Wechselstrom kontakte 32 mit jeweils einem Temperatursensor 39 versehen ist. Dies ermöglicht es, eine beim Gleichstromladen gewünschte oder geforderte Temperaturüberwachung auch an den Wechselstrom kontakten 32 durchzuführen, so dass eben auch diese Gleichstromkontakte 32 temperaturüberwacht für ein Gleichstrom laden verwendet werden können.
Bezugszeichenliste
1 Ladesteckverbinder
2 Wechselstrom kontakte
3 Ladestation
4 Kommunikationskontakte
5 Gleichstromkontakte
6 Schutzkontakt
7 Ladesteckdose
8 Ladestecker
9 Ladekabel
10 Ladesteckverbinder
11 Elektro- oder Hybridfahrzeug
12 internes Ladekabel
13 Ladeelektronikeinheit
14 Batterie
15 Kurzschlusseinrichtung des Ladesteckverbinders
16 Kurzschlussschalter
17 Kurschlusseinrichtung der Ladeelektronikeinheit
21 Ladeinfrastrukturteil
22 Fahrzeugteil
23 Wechselstromverbindung
24 Gleichstromverbindung
25 Wechselstromempfangsteil
26 Gleichstromempfangsteil
27 Batterieanschluss
32 Wechselstrom kontakte des Einbausteckers
34 Kommunikationskontakte des Einbausteckers
35 Gleichstromkontakte des Einbausteckers
36 Schutzkontakt des Einbausteckers
41 Schalter
42 Schaltelement 101 herkömmliche Ladekupplung
109 herkömmliches Ladekabel
110 herkömmlicher Ladeeinbaustecker
112 herkömmliches internes Ladekabel 113 herkömmliche Ladeelektronikeinheit

Claims

Patentansprüche
1. System aus einem Ladesteckverbinder (10) zum Anbringen an die Fahrzeugkarosserie eines Elektro- oder Hybridfahrzeugs (11 ) und einer in dem Elektro- oder Hybridfahrzeug (11 ) installierbaren Ladeelektronikeinheit (113) zum Steuern des Ladens einer Batterie (14) des Elektro- oder Hybridfahrzeugs (11 ), wobei der Ladesteckverbinder (10) wenigstens ein Paar Gleichstromkontakte (5) und ein Paar Wechselstrom kontakte (2) aufweist, die Ladelektronikeinheit (113) mit einem Gleichstromempfangsteil (26) zum Verbinden mit den Gleichstromkontakten (5) und einem Wechselstromempfangsteil (25) zum Verbinden mit den Wechselstromkontakten (2) versehen ist und der Ladesteckverbinder (10) eine Kurzschlusseinrichtung (15) aufweist, mit der ein jeweiliger Wechselstromkontakt (2) mit einem jeweiligen Gleichstromkontakt (5) derart kurzschließbar ist, dass über die Wechselstromkontakte (2) empfangener Strom von der Ladeelektronikeinheit (113) nur noch von den Gleichstromkontakten (5) her empfangbar ist.
2. System nach Anspruch 1 , wobei der Ladesteckverbinder (10) mit einem Schalter (41 ) versehen ist, der im unbetätigten Zustand bei der Kurzschlusseinrichtung (15) bewirkt, dass kein Kurzschluss zwischen einem jeweiligen Wechselstromkontakt (2) und einem jeweiligen Gleichstromkontakt (15) vorliegt, und im betätigten Zustand diesen Kurzschluss herstellt.
3. System nach Anspruch 2, wobei der Schalter (41 ) mittels eines mit dem Ladesteckverbinder (10) zusammengesteckten zweiten Ladesteckverbinders (1 ) betätigbar ist.
4. System nach Anspruch 3, wobei der Schalter (41 ) ein mechanischer Schalter ist.
5. System nach Anspruch 3 oder 4, zusätzlich aufweisend den mit dem Ladesteckverbinder (10) zusammensteckbaren zweiten Ladesteckverbinder (1 ), wobei dieser der ein Schaltelement (42) aufweist, mit dem der Schalter (41 ) des Ladesteckverbinders (10) beim Zusammenstecken mit dem zweiten Ladesteckverbinder (1 ) automatisch betätigt wird.
6. System nach Anspruch 5, zusätzlich aufweisend eine Ladestation (3) und ein mit der Ladestation (3) verbundenes und an seiner der Ladestation (3) abgewandten Seite den zweiten Ladesteckverbinder (1 ) tragendes Ladekabel (9), wobei der zweite Ladesteckverbinder (1), von dem Schaltelement abgesehen, eine Ladekupplung ist, die gemäß der US-Norm SAEJ1772 oder der europäischen Norm IEC 62196 Typ 2 ausgebildet ist und gleichzeitig normgemäße Wechselstromkontakte (2) und normgemäße Gleichstromkontakte (5) aufweist, die von der Ladestation (3) her über das Ladekabel (9) alle mit Gleichstrom versorgbar sind.
7. System aus einem Ladesteckverbinder (10) zum Anbringen an die Fahrzeugkarosserie eines Elektro- oder Hybridfahrzeugs (11 ) und einer in dem Elektro- oder Hybridfahrzeug (11 ) installierbaren Ladeelektronikeinheit (13) zum Steuern des Ladens einer Batterie (14) des Elektro- oder Hybridfahrzeugs (11 ), wobei der Ladesteckverbinder (10) wenigstens ein Paar Gleichstromkontakte (5) und ein Paar Wechselstromkontakte (2) aufweist, die Ladelektronikeinheit (13) mit einem Gleichstromempfangsteil (25) zum Verbinden mit den Gleichstromkontakten (5) und einem Wechselstromempfangsteil (25) zum Verbinden mit den Wechselstrom kontakten (2) versehen ist und die Ladelektronikeinheit (13) eine Kurzschlusseinrichtung (17) aufweist, mit der das Gleichstromempfangsteil (26) mit dem Wechselstromempfangsteil (25) derart kurzschließbar ist, dass der von den Gleichstromkontakten (5) her stammende Strom und der von den Wechselstromkontakten (2) her stammende Strom gemeinsam über das Gleichstromempfangsteil (26) zum Laden der Batterie (14) des Elektro- oder Hybridfahrzeugs verwendbar ist.
8. System nach Anspruch 7, wobei mit der Kurzschlusseinrichtung (17)erfassbar ist, ob an dem Wechselstromempfangsteil (25) Gleichstrom oder Wechselstrom empfangen wird, und mit der das Gleichstromempfangsteil (26) mit dem Wechselstromempfangsteil (25) im Falle des Empfangs von Gleichstrom kurzgeschlossen wird, so dass der von den Gleichstromkontakten (5) her stammende Strom und der von den Wechselstromkontakten (2) her stammende Strom gemeinsam über das Gleichstromempfangsteil (26) zum Laden der Batterie (14) des Elektro- oder Hybridfahrzeugs verwendbar ist.
9. System nach Anspruch 7 oder 8, wobei der Ladesteckverbinder gemäß der US-Norm SAEJ1772 oder der europäischen Norm IEC 62196 Typ 2 ausgebildet ist.
10. System nach Anspruch 9, zusätzlich aufweisend eine Ladestation (3) und ein mit der Ladestation (3) verbundenes und an seiner der Ladestation (3) abgewandten Seite einen zweiten Ladesteckverbinder tragendes Ladekabel (9), wobei der zweite Ladesteckverbinder (1 ) als eine Ladekupplung gemäß der US-Norm SAEJ1772 oder der europäischen Norm IEC 62196 Typ 2 ausgebildet ist und über die Norm hinausgehend gleichzeitig normgemäße Wechselstrom kontakte (2) und normgemäße Gleichstrom kontakte (5) aufweist, die von der Ladestation (3) her über das Ladekabel (9) alle mit Gleichstrom versorgbar sind.
11. Ladkupplung (1 ), zum Einstecken in einen Ladeeinbaustecker (10) eines Elektro- oder Hybridfahrzeugs, die gemäß der US-Norm SAEJ1772 oder der europäischen Norm IEC 62196 Typ 2 ausgebildet ist, wobei die Ladekupplung (1 ) gemäß der US-Norm SAEJ1772 oder der europäischen Norm IEC 62196 Typ 2 ausgebildet ist und über die Norm hinausgehend gleichzei- tig normgemäße Wechselstromkontakte (2) und normgemäße Gleichstromkontakte (5) aufweist.
12. Verwendung einer Ladkupplung (1 ) nach Anspruch 11 , wobei die Wechselstrom kontakte (2) und die Gleichstromkontakte (5) gleichzeitig mit
Gleichstrom beaufschlagt werden.
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102024107819A1 (de) * 2024-03-19 2025-09-25 BRUGG eConnect AG Kupplungsvorrichtung, Ladestecker-System, Ladevorrichtung, Baukasten zur Herstellung unterschiedlicher Ladestecker-Systeme, Ladestation und Verfahren
DE102024001086B3 (de) * 2024-04-05 2025-08-14 Mercedes-Benz Group AG Schaltungsanordnung zum Ansteuern eines Ladeschützes eines Ladesystems eines elektrisch betreibbaren Fahrzeugs

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102011082897A1 (de) * 2011-09-16 2013-03-21 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Ladevorrichtung für ein Fahrzeug
DE102011082896A1 (de) * 2011-09-16 2013-03-21 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Ladevorrichtung für ein Fahrzeug
DE102020115225A1 (de) * 2020-06-09 2021-12-09 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Vorrichtung und Verfahren zum DC-Laden eines elektrischen Energiespeichers eines Fahrzeugs
US11400825B2 (en) 2020-11-20 2022-08-02 GM Global Technology Operations LLC AC/DC EVSE charging system
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