IT201800008093A1 - Structure of charging station for electric vehicles and related construction system - Google Patents
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Description
Domanda di brevetto per invenzione avente per titolo “Struttura di stazione di ricarica per veicoli elettrici e relativo sistema di realizzazione” Patent application for invention entitled "Structure of charging station for electric vehicles and related construction system"
DESCRIZIONE DESCRIPTION
Scopo del trovato oggetto della presente domanda di brevetto è quello di realizzare un dispositivo per il rifornimento di veicoli, particolarmente ma non esclusivamente veicoli elettrici o ibridi plug-in, detto dispositivo essendo caratteristico per il fatto di risultare modulare. The object of the invention which is the subject of the present patent application is to provide a device for refueling vehicles, particularly but not exclusively electric or plug-in hybrid vehicles, said device being characteristic in that it is modular.
Come noto, i veicoli elettrici dispongono di una presa elettrica tramite la quale è possibile rifornire un sistema di accumulo interno al veicolo; il processo di ricarica può essere realizzato secondo le principali modalità di seguito sinteticamente descritte: As is known, electric vehicles have an electric socket through which it is possible to refuel an accumulation system inside the vehicle; the recharging process can be carried out according to the main methods briefly described below:
Modalità A: tramite un cavo semplice. Mode A: via a simple cable.
Modalità B: tramite un cavo dotato di un controllore integrato, detto EVSE, collegato ad una presa elettrica oppure un cavo dotato di controllore integrato EVSE fisso permanentemente collegato alla rete elettrica e collegato all’auto tramite un cavo proveniente del cavo dotato di controllore integrato EVSE stesso. Mode B: via a cable equipped with an integrated controller, called EVSE, connected to an electrical socket or a cable equipped with a fixed EVSE integrated controller permanently connected to the electrical network and connected to the car via a cable from the cable equipped with an EVSE integrated controller same.
Modalità C: tramite un cavo adattatore rimovibile associato da un lato al veicolo e dall’altro alla presa fìssa situata presso il dispositivo controllore integrato EVSE che fornisce una tensione alternata. Mode C: via a removable adapter cable associated on one side to the vehicle and on the other to the fixed socket located at the integrated EVSE controller device which supplies an alternating voltage.
Modalità D: per connessione ad un EVSE a tensione continua. Mode D: for connection to a direct voltage EVSE.
Nelle modalità di ricarica B, C il controllore integrato EVSE effettua dei controlli di sicurezza per il trasferimento della tensione di rete al veicolo. In charging modes B, C, the EVSE integrated controller carries out safety checks for the transfer of the mains voltage to the vehicle.
Nel caso di connessione con tensione continua (Modalità D) il circuito di ricarica che converte la tensione alternata in tensione continua è posto all’interno del sistema EVSE e non sul veicolo. In the case of connection with direct voltage (Mode D), the charging circuit that converts the alternating voltage into direct voltage is placed inside the EVSE system and not on the vehicle.
Il trovato oggetto della presente domanda di brevetto trova in particolare applicazione nelle modalità di ricarica C e D sopra descritte o, previa installazione di una o più prese elettriche standard, nelle modalità A e B nel caso di ricarica di veicoli quali cicli e motocicli. The invention which is the subject of the present patent application finds application in particular in the recharging methods C and D described above or, after installing one or more standard electrical sockets, in the methods A and B in the case of recharging vehicles such as cycles and motorcycles.
Notoriamente le stazioni di ricarica elettrica per veicoli sono costituite da un controllore EVSE sotto forma di scatola a muro (detta wallbox) o di colonna fissata al terreno (detta colonnina) dotata di presa o cavo con spina. It is known that electric charging stations for vehicles consist of an EVSE controller in the form of a wall box (called a wallbox) or a column fixed to the ground (called a column) equipped with a socket or cable with plug.
Tipicamente queste soluzioni prevedono la realizzazione di una stazione di ricarica standardizzata in cui talora in fase di stampaggio dello chassis esterno è possibile pre-tagliare una serie di aperture per l’alloggiamento delle prese e in fase di montaggio finale vengono installate esclusivamente le prese richieste dal committente senza il completamento delle aperture pre-tagliate e non utilizzate. Typically these solutions involve the construction of a standardized charging station in which sometimes during the molding phase of the external chassis it is possible to pre-cut a series of openings for housing the sockets and in the final assembly phase only the sockets required by the client without completing the pre-cut and unused openings.
Pur essendo tale soluzione performante per ciò che riguarda la flessibilità nella produzione in quanto consente di non dover realizzare un contenitore diverso per ogni variante; tuttavia tale soluzione non permette l’implementazione successiva o la rimozione di funzionalità e limita le possibilità di riparazione della stazione di ricarica stessa. Although this solution is performing as regards flexibility in production as it allows you not to have to create a different container for each variant; however, this solution does not allow the subsequent implementation or removal of functionality and limits the possibilities of repairing the charging station itself.
Allo stato dell’arte risultano note soluzioni in cui la stazione di ricarica risulta essere composta da più di un sistema di ricarica di per sé indipendente associate a un comune supporto e contestualmente tra loro associate; in particolare il documento CA2811149 descrive una stazione di ricarica modulare che è la risultante di un montaggio dei componenti del singolo sistema di ricarica (cavo - controllore EVSE - supporto meccanico) e nella configurazione modulare di montaggio è prevista l’associazione di massimo 4 dispositivi. At the state of the art, there are known solutions in which the charging station is made up of more than one independent charging system associated with a common support and simultaneously associated with each other; in particular, document CA2811149 describes a modular charging station which is the result of an assembly of the components of the single charging system (cable - EVSE controller - mechanical support) and the association of up to 4 devices is envisaged in the modular assembly configuration.
Dette soluzioni sono costituite da dispositivi caratteristici per il fatto di avere una conformazione tale nello spazio da limitarne il numero nella eventuale combinazione; inoltre le soluzioni descritte allo stato dell’arte consentono la realizzazione combinata di una sola tipologia di modalità di erogazione, limitando quindi la versatilità del dispositivo risultante dall’associazione dei singoli moduli. Said solutions consist of characteristic devices in that they have such a conformation in the space as to limit the number of them in the possible combination; in addition, the solutions described in the state of the art allow the combined realization of a single type of delivery mode, thus limiting the versatility of the device resulting from the association of the individual modules.
Non ultimo, lo stato dell’arte descrive dispositivi risultanti dall’associazione di più moduli aventi struttura tale da richiedere l’utilizzo di particolari stampi per la realizzazione degli stessi. Last but not least, the state of the art describes devices resulting from the association of multiple modules having a structure such as to require the use of particular molds for the realization of the same.
Scopo del trovato oggetto della presente domanda di brevetto è quello di risolvere gli svantaggi dello stato dell’arte identificati, in particolare realizzando una soluzione composta da più unità tra loro associate ciascuna unità essendo in conformazione tale da consentire la modifica o implementazione del dispositivo in modo rapido ed economico. The purpose of the invention, which is the subject of the present patent application, is to solve the identified disadvantages of the state of the art, in particular by providing a solution composed of several units associated with each other, each unit being in such a configuration as to allow the modification or implementation of the device in a manner fast and cheap.
La realizzazione modulare, inoltre, consente l’intervento sulla singola unità semplificando la procedura sia dal punto di vista operativo che dal punto di vista economico. The modular construction also allows intervention on the single unit, simplifying the procedure both from an operational and an economic point of view.
Il trovato oggetto della presente domanda di brevetto è rappresentato a titolo esemplificativo e non limitativo nelle Tavole allegate in cui The invention which is the subject of the present patent application is represented by way of non-limiting example in the attached Tables in which
Figura 1 Vista di una modalità realizzativa preferenziale della stazione di ricarica oggetto della presente domanda di brevetto Figure 1 View of a preferential embodiment of the recharging station object of the present patent application
Fig 2,3, 4, 5, 6, 7 Vista di una modalità realizzativa preferenziale dei profili angolari Fig 2,3, 4, 5, 6, 7 View of a preferred embodiment of the corner profiles
Fig 8a, 8b, 8c, 8d Vista di una selezione di possibili combinazioni dì elementi laterali Fig 8a, 8b, 8c, 8d View of a selection of possible combinations of side elements
Con riferimento alle figure allegate, in una configurazione preferenziale ma non esclusiva la stazione di ricarica oggetto della presente domanda di brevetto (200) risulta installata su un generico supporto (104) costituito preferibilmente ma non esclusivamente da un elemento rialzato del tipo marciapiede, posto in prossimità di generiche aree di sosta auto (102, 103). With reference to the attached figures, in a preferential but not exclusive configuration, the recharging station object of the present patent application (200) is installed on a generic support (104) preferably but not exclusively constituted by a raised element of the sidewalk type, placed in proximity to generic car parking areas (102, 103).
La stazione di ricarica (200) risulta formata da una serie di elementi (101,101’, ...10<n-1>, 101) presentanti identiche dimensioni ciascuno dei quali è costituito da un poligono regolare a sviluppo verticale dotato di una base (301) e di una altezza (401). The recharging station (200) is made up of a series of elements (101,101 ', ... 10 <n-1>, 101) having identical dimensions, each of which consists of a regular vertical polygon equipped with a base ( 301) and a height (401).
Ciascun elemento a sviluppo verticale (101,101’,...101<n-1 >101) viene associato al successivo elemento a sviluppo Each vertically developed element (101,101 ', ... 101 <n-1> 101) is associated with the next developing element
associato a un successivo elemento a sviluppo verticale (101<1>) formando un solido prismatico regolare dotato di base inferiore (110') non visibile in figura e base superiore (110) costituita preferibilmente ma non esclusivamente da una generica copertura associata all’estremità superiore dei singoli elementi (101,101’,... 101<n 1>, 101<n>) a due basi (110,110’). associated with a subsequent vertical element (101 <1>) forming a regular prismatic solid with a lower base (110 ') not visible in the figure and an upper base (110) preferably but not exclusively constituted by a generic cover associated with the extremity superior of the single elements (101,101 ', ... 101 <n 1>, 101 <n>) with two bases (110,110').
Secondo quanto precedentemente descritto il perimetro della base inferiore (110’) e il perimetro della base superiore (110) è costituito dalla somma delle basi (301) dei singoli elementi (101 ,101',...101 <n-1>, 101) ; secondo quanto precedentemente descritto ciascun elemento (101 ,101’,... 101 <n-1 >, 101) costituisce un lato della superficie del solido prismatico regolare la cui altezza corrisponde quindi all’altezza (401) dei singoli elementi (101,101’,... 101 <n 1>, 10Γ). As previously described, the perimeter of the lower base (110 ') and the perimeter of the upper base (110) is made up of the sum of the bases (301) of the individual elements (101, 101', ... 101 <n-1>, 101); according to what previously described, each element (101, 101 ', ... 101 <n-1>, 101) constitutes one side of the surface of the regular prismatic solid whose height therefore corresponds to the height (401) of the individual elements (101,101' , ... 101 <n 1>, 10Γ).
Secondo quanto precedentemente descritto il solido poliedrico formato dai singoli elementi (101,101’,...101<n 1 >101 <n>) risulta internamente cavo salvo i dispositivi elettronici necessari al funzionamento (EVSE). According to what was previously described, the polyhedral solid formed by the individual elements (101,101 ', ... 101 <n 1> 101 <n>) is internally hollow except for the electronic devices necessary for operation (EVSE).
In una prima forma realizzatila preferenziale (Tavola 2, Fig 2,3), l’associazione tra i singoli elementi (101,101’,. .. 101 <n 1 >, 101) viene realizzata tramite un profilo (600) presentante una configurazione a L, detto profilo (600) essendo dotato di una prima estremità (601) e una seconda estremità (602) detta seconda estremità (602) formando con la prima estremità (601) un angolo a = 90°. In a first preferential embodiment (Table 2, Fig 2,3), the association between the individual elements (101,101 ',. .. 101 <n 1>, 101) is achieved by means of a profile (600) having a L, said profile (600) being provided with a first end (601) and a second end (602) said second end (602) forming with the first end (601) an angle a = 90 °.
La prima estremità (601) e la seconda estremità (602) presentano una sede (603) ove viene alloggiata l’estremità laterale del generico elemento (101,101’, ...101<n -1>, 101) che viene associata al profilo (600) mediante generici mezzi di associazione ed isolamento da agenti atmosferici (Fig 3) The first end (601) and the second end (602) have a seat (603) where the lateral end of the generic element (101,101 ', ... 101 <n -1>, 101) is housed which is associated with the profile (600) by means of generic means of association and insulation from atmospheric agents (Fig 3)
A seconda dell’angolazione relativa tra la prima estremità (601) e la seconda estremità (602) è pertanto possibile ottenere un solido poligonale a configurazione superficiale variabile che costituisce la stazione di ricarica (200). Depending on the relative angle between the first end (601) and the second end (602) it is therefore possible to obtain a polygonal solid with a variable surface configuration which constitutes the charging station (200).
In particolare con riferimento a Fig 4 il profilo (600) è costituito da una prima estremità (601) che forma con la seconda estremità (602) un angolo a = 90° per la realizzazione della stazione di ricarica (200) a pianta quadrata o rettangolare. In particular, with reference to Fig 4, the profile (600) consists of a first end (601) which forms an angle a = 90 ° with the second end (602) for the construction of the recharging station (200) with a square plan or rectangular.
Con riferimento a Fig 5, il profilo (600) è costituito da una prima estremità (601) che forma con la seconda estremità (602) un angolo a = 60 . Tale configurazione del profilo (600) consente l'associazione di 6 elementi andando a realizzare una stazione di ricarica (200) a pianta esagonale come in Fig 1. Con riferimento a Fig 6, il profilo (600) è costituito da una prima estremità (601) che forma con la seconda estremità (602) un angolo a = 72°. Tale configurazione del profilo (600) consente l'associazione di 5 elementi, andando a realizzare una stazione di ricarica (200) a pianta pentagonale. With reference to Fig 5, the profile (600) consists of a first end (601) which forms an angle a = 60 with the second end (602). This configuration of the profile (600) allows the association of 6 elements to create a charging station (200) with a hexagonal plan as in Fig 1. With reference to Fig 6, the profile (600) consists of a first end ( 601) which forms an angle a = 72 ° with the second end (602). This configuration of the profile (600) allows the association of 5 elements, creating a recharging station (200) with a pentagonal plan.
In una seconda forma realizzativa preferenziale (Tavola 2, Fig 7), l’associazione tra i singoli elementi (101 ,101’,... 101 <n-1>, 101 <n>) viene realizzata tramite un profilo (700) presentante una configurazione a U, detto profilo (700) essendo formato da due stremità (701, 702) entrambe presentanti una sede (602) per l’alloggiamento degli elementi (101,101’,...101<n- 1>, 101n ). In a second preferential embodiment (Table 2, Fig 7), the association between the individual elements (101, 101 ', ... 101 <n-1>, 101 <n>) is achieved by means of a profile (700) having a U-shaped configuration, said profile (700) being formed by two ends (701, 702) both having a seat (602) for housing the elements (101,101 ', ... 101 <n- 1>, 101n) .
La conformazione del profilo (700) consente l’inserimento di due elementi ((101 ,101 101 <n-1 >, 101 <n>) a realizzare una stazione di ricarica (200) a pianta rettangolare. The shape of the profile (700) allows the insertion of two elements ((101, 101 101 <n-1>, 101 <n>) to create a recharging station (200) with a rectangular plan.
Con riferimento a Tavola 3 e indipendentemente dalle configurazioni del profilo (600), ciascun singolo elemento (101 ,101 101 <n- 1>, 101<n >) risulta potenzialmente differentemente funzionalizzato a seconda delle necessità realizzative/prestazionali della stazione di ricarica. With reference to Table 3 and regardless of the configurations of the profile (600), each single element (101, 101 101 <n- 1>, 101 <n>) is potentially differently functionalized according to the construction / performance needs of the charging station.
In una forma esemplificativa ma non esclusiva (Tavola 3) un primo generico elemento (101, Fig 8c) prevede un cavo (402) fisso o avvolgibile tramite un meccanismo interno, terminante con una presa di ricarica standard per veicoli elettrici (403) ed un sistema di ancoraggio per riposare la presa dopo l'utilizzo (404). A titolo esemplificativo ma non esclusivo il generico elemento (101) può prevedere un display (405). In an exemplary but not exclusive form (Table 3) a first generic element (101, Fig 8c) provides a fixed or roll-up cable (402) through an internal mechanism, ending with a standard charging socket for electric vehicles (403) and a anchoring system to rest the grip after use (404). By way of example but not exclusively, the generic element (101) can provide a display (405).
Con riferimento a Tavola 3, a titolo semplificativo ma non esclusivo, un secondo generico elemento (101<1 >Fig 8a) presenta un display (406) e un eventuale sistema di pagamento (407), preferibilmente ma non esclusivamente mediante carta di credito. With reference to Table 3, by way of simplification but not exclusively, a second generic element (101 <1> Fig 8a) has a display (406) and a possible payment system (407), preferably but not exclusively by credit card.
Con riferimento a Tavola 3, a titolo esemplificativo ma non esclusivo, un terzo generico elemento (101 Fig 8b) è predisposto in modo da consentire l’ispezione della stazione di ricarica o le operazioni di installazione di nuovi elementi; il terzo generico elemento (101 <n>) presenta pertanto un elemento di accesso (408) e una generica serratura (409). With reference to Table 3, by way of example but not exclusively, a third generic element (101 Fig 8b) is arranged in such a way as to allow the inspection of the charging station or the installation of new elements; the third generic element (101 <n>) therefore has an access element (408) and a generic lock (409).
In una forma preferenziale un quarto generico elemento (101’ Fig 8d) presenta una o più prese di ricarica standard per veicoli plug-in (410) e preferibilmente ma non esclusivamente un display (41 1). In a preferential form, a fourth generic element (101 'Fig 8d) has one or more standard charging sockets for plug-in vehicles (410) and preferably but not exclusively a display (41 1).
A seconda delle configurazioni e installazioni desiderate gli ulteriori generici elementi che compongono i lati della superficie del solido poligonale (200) possono essere costituiti da pannellature prive di elementi funzionali, sostituibili a seconda delle necessità con elementi funzionalizzati del tipo descritto. Depending on the desired configurations and installations, the further generic elements that make up the sides of the surface of the polygonal solid (200) can consist of panels without functional elements, which can be replaced as needed with functionalized elements of the type described.
Secondo quando precedentemente descritto, la stazione di ricarica (200) viene realizzata associando, tramite profilo (600,700) uno o più pannelli del tipo (101) o uno o più pannelli del tipo (10T) o uno o più pannelli aventi configurazione identica o variabile According to what was previously described, the recharging station (200) is made by associating, by means of a profile (600,700) one or more panels of the type (101) or one or more panels of the type (10T) or one or more panels having identical or variable configuration
Con riferimento a Tavola 4, Fig 9, una forma preferenziale ma non esclusiva della stazione di ricarica (200) realizzata secondo il trovato oggetto della presente domanda di brevetto prevede la realizzazione della stazione (200) in pianta esagonale. With reference to Table 4, Fig 9, a preferential but not exclusive form of the recharging station (200) made according to the invention which is the subject of the present patent application provides for the construction of the station (200) in a hexagonal plan.
Lungo il piano trasversale alle aree di sosta dei veicoli (102,103) risultano posizionati almeno due moduli (101) dotati di cavo (402) e presa e almeno un modulo (101) dotato di apertura per le operazioni di manutenzione e/o installazione nuovi elementi funzionalizzati. At least two modules (101) equipped with cable (402) and socket and at least one module (101) equipped with an opening for maintenance and / or installation of new elements are positioned along the transversal plane to the vehicle parking areas (102,103) functionalized.
La forma realizzativa preferenziale ma non esclusiva a pianta esagonale si presta a servire quattro parcheggi installando moduli presa o cavo rivolti verso la strada, mentre il modulo interfaccia utente e lo sportello di manutenzione possono essere installati nei due lati rimanenti (209). The preferential but not exclusive embodiment with a hexagonal plan lends itself to serving four car parks by installing socket or cable modules facing the street, while the user interface module and the maintenance hatch can be installed on the two remaining sides (209).
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