ITMI20120835A1 - Struttura di presa di alimentazione, particolarmente per l¿alimentazione e/o la ricarica di veicoli a trazione elettrica - Google Patents

Description

"STRUTTURA DI PRESA DI ALIMENTAZIONE, PARTICOLARMENTE PER L'ALIMENTAZIONE E/O lA RICARICA DI VEICOLI A TRAZIONE ELETTRICA"

TESTO DELLA DESCRIZIONE

La presente invenzione si riferisce ad una struttura di presa di alimentazione, particolarmente per l'alimentazione e/o la ricarica di veicoli a trazione elettrica.

Come à ̈ noto esistono quadri e torrette dotati di prese per l'alimentazione di carichi mobili, quali possono essere apparecchi elettrici per il cantiere, per il giardinaggio, batterie poste a bordo dei veicoli di trasporto quali camper, auto, scooter, ecc.

In passato queste batterie venivano utilizzate esclusivamente per l'alimentazione dei circuiti ausiliari di bordo quali l'illuminazione, il condizionamento, i circuiti di comando, ecc., mentre la trazione era di tipo tradizionale.

Visto la sempre maggiore attenzione rispetto ai temi del rispetto ambientale e l'aumento del prezzo del greggio, diventa sempre più comune l'utilizzo di veicoli con motore di tipo elettrico, sia nella versione che sostituisce completamente quello endotermico ("full electric"), sia nella versione ibrida.

Sorge quindi il problema di realizzare l'infrastruttura necessaria a garantire un'efficiente ricarica di tali mezzi, considerando anche il problema rappresentato dall'autonomia degli stessi, ancora notevolmente inferiore rispetto a quella fornita dai mezzi tradizionali.

Tali mezzi possono consistere in piccoli quadretti da installare generalmente a parete in aree private oppure in torrette posizionate a terra in aree pubbliche o semipubbliche, ad esempio in parcheggi aziendali .

La ricarica avviene per mezzo di connettori che, in funzione dell'area di ricarica, possono essere del tipo tradizionale, ad esempio prese per uso domestico e similare oppure prese per uso industriale, ovvero di tipo speciale.

Le prime vengono utilizzate particolarmente in aree ad accesso riservato al proprietario del mezzo mentre le seconde sono preferite in ambito pubblico.

Questo perché tali connettori sono dotati di uno o più contatti dedicati alla comunicazione tra la rete e il mezzo capaci di garantire una ricarica sicura ed efficace.

Un importante problema dei connettori attualmente sul mercato à ̈ legato alla necessità di garantire la sicurezza degli utenti nei confronti della penetrazione di piccoli corpi solidi quali per esempio chiodi, aghi o affini.

Tali connettori sono, infatti, posti in aree senza presidio, anche in ambito residenziale.

Non si possono quindi escludere episodi di vandalismo oppure che, qualcuno, nella fattispecie un bambino, inserisca per gioco un chiodo tra gli alveoli con conseguente grave rischio di elettrocuzione.

Infatti gli alveoli risultano permanentemente in tensione in quanto l'interruttore automatico di protezione posto nel quadro risulta normalmente chiuso e non accessibile da parte dell'utente stesso .

Per ridurre questo rischio le norme richiedono, per esempio, che le prese siano dotate di un grado di protezione sufficientemente alto da impedire l'inserimento di un filo da 1 mm.

Tale protezione à ̈ generalmente ottenuta mediante degli shutter o paratie che coprono l'accesso agli alveoli in tensione e che quindi devono venire spostati prima di accedere agli stessi.

Tale movimentazione avviene solo premendo in contemporanea più di uno degli shutter, come accade nel momento in cui si agisca per il tramite degli spinotti di una spina, mentre la semplice pressione di un solo shutter, come potrebbe avvenire agendo per esempio con un chiodo, non ne provoca lo spostamento.

In funzione delle diverse forme realizzative, questi shutter possono venire posizionati all'interno del connettore immediatamente a valle della parte metallica rappresentata dagli alveoli oppure su degli appositi moduli esterni che vengono montati in posizione sporgente sopra i connettori.

Entrambi i sistemi descritti sopra presentano dei problemi di tipo meccanico, ad esempio inceppamenti legati alla presenza di polvere oppure in condizioni atmosferiche disagiate quali per esempio basse temperature, di tipo costruttivo e di ingombro.

In alternativa agli shutter le normative prevedono che venga garantito il sezionamento tra connettore e circuito a monte del guadro mediante un apposito dispositivo.

Questa seconda possibilità viene tuttavia generalmente non utilizzata in quanto determina la necessità di utilizzare spe iali contattori dotati di caratteristiche sufficienti ad essere classificati come sezionatori.

Occorre sottolineare che a tale scopo non à ̈ sufficiente che il circuito sia interrotto galvanicamente ma à ̈ altresì necessario garantire che i contatti siano tali da assicurare le caratteristiche di sezionamento ovvero per esempio una sufficiente apertura dei contatti e l'impossibilità di fornire errate segnalazioni di aperto circuito nel caso di incollamento dei contatti.

Questi sezionatori agiscono infatti tramite delle bobine di contattori che non possiedono normalmente tale proprietà se non guando realizzati specialmente allo scopo con conseguente aumento sensibile dei costi.

Un ulteriore fattore di rischio, legato alla ricarica elettrica, Ã ̈ costituito dalla presenza delle carcasse delle auto che, costituendo una massa metallica di dimensioni considerevoli e isolata da terra, costituisce una fonte di rischio di elettrocuzione in caso di guasto.

Tale problema viene inoltre aumentato dal fatto che la ricarica avviene spesso in ambiente esterno ovvero con la possibile presenza di acqua e/o di umidità.

Considerando tale esigenza, le normative impongono che ogni presa sia protetta singolarmente mediante un interruttore automatico e differenziale di protezione dedicato.

Questa situazione comporta una serie di inconvenienti quali, per esempio, la necessità di fornire quadri di supporto particolarmente capienti.

Inoltre, nel caso di rottura dei componenti à ̈ necessario provvedere all'<’>apertura dei quadri stessi prima di accedere all'apparecchio, essendo questo spesso posto in pozione particolarmente scomoda.

Un altro inconveniente legato ai prodotti attuali à ̈ relativo al fatto che esistono sul mercato connettori realizzati secondo standard diversi.

Poiché la tecnologia dei veicoli elettrici à ̈ in corso di notevole evoluzione, tali standard sono soggetti a continue modifiche ed aggiornamenti, che i costruttori di auto debbono seguire, fornendo al mercato apparecchi dotati di spine conformi agli ultimi ritrovati della tecnica.

Questo determina il rischio di rendere facilmente obsolete e non più utilizzabili prese installate sulle torrette esistenti, con la conseguente necessità di sostituire completamente la presa, con relativo aggravio di costi.

Poiché le apparecchiature di tipo noto sono realizzate normalmente senza alcuna modularità, la sostituzione di una presa potrebbe addirittura comportare la rimozione dell'intero quadro e/o torretta.

Un ulteriore problema presentato dai prodotti sul mercato à ̈ legato al basso grado di protezione offerto dagli stessi nei confronti della penetrazione della polvere e dell'acqua.

Ciò risulta particolarmente importante nel caso frequente in cui l'alimentazione e/o la ricarica dei veicoli avvenga in ambiente esterno .

La continua penetrazione di acqua determinerebbe, infatti, possibili pericoli per l'utente, grave rischio di deterioramento dell'attrezzatura o comunque la necessità di dotare i connettori di complicati sistemi di drenaggio.

Un altro problema comune a questo tipo di funzione à ̈ quella degli scatti intempestivi.

È noto che gli interruttori differenziali, in particolare, sono caratterizzati da una mediocre resistenza nei confronti delle sollecitazioni impulsive determinata da fenomeni vari, quali, per esempio, le scariche atmosferiche.

Risulta quindi comune che l'apertura di tali dispositivi determini la conclusione prematura della ricarica, con conseguenti disagi per l'utente che si ritrova con il veicolo scarico magari dopo averlo lasciato connesso per diverse ore.

I connettori posti attualmente sul mercato costituiscono dei meri mezzi di collegamento elettrico mentre tutta la parte dedicata alla protezione, all'intelligenza à ̈ posta all'interno del quadro.

Al più possono essere dotati di uno sportello sbloccabile per mezzo di una chiave a disposizione delle sole persone autorizzate e che può essere costituita per esempio da un trasponder o da una carta .

Questo per consentire che la ricarica possa essere effettuata solo dalle persone autorizzate ed alle quali il costo della stessa potrebbe essere addebitato.

Un ulteriore rischio relativo al fatto che la ricarica avviene spesso in aree esterne e pubbliche e, stante la sua durata, in assenza dell'utente, Ã ̈ quella della rimozione non autorizzata della spina, con la conseguente conclusione prematura della ricarica.

Occorre inoltre considerare che spesso i connettori di tipo noto non sono in grado di interrompere la corrente e quindi la rimozione manuale della spina potrebbe comportare il loro serio danneggiamento ed un conseguente rischio per l'utente.

Per evitare tale situazione, tali connettori sono spesso dotati di un dispositivo di interblocco che consente la rimozione della spina solo dopo che gli alveoli della presa siano stati messi fuori tensione.

Questo tipo di interblocco viene normalmente realizzato mediante un dispositivo meccanico e/o elettrico collegato ad un chiavistello che blocca la spina in posizione.

Un ulteriore problema à ̈ legato al possibile deterioramento dei connettori mobili e dei relativi cavi di alimentazione delle auto che, nel corso del loro uso, potrebbero facilmente danneggiarsi a causa delle intemperie, delle cadute o del calpestio.

Allo stesso modo le auto elettriche possono essere soggette ad usura .

In tale situazione il collegamento della presa nella spina e l'immediata alimentazione dell'auto potrebbe causare cortocircuiti in grado di mettere potenzialmente in pericolo l'utente.

Compito della presente invenzione à ̈ quello di realizzare una struttura di presa di alimentazione, particolarmente per l'alimentazione e/o la ricarica di veicoli a trazione elettrica, che superi gli inconvenienti della tecnica nota citata sopra.

Nell'ambito di questo compito, uno scopo dell'invenzione à ̈ quello di realizzare una struttura di presa di alimentazione in grado di garantire, a spina non inserita, sia la messa in tensione dei relativi alveoli, sia il relativo sezionamento degli stessi, rispetto all'alimentazione, senza il bisogno di shutter e/o di coperchi .

Un altro scopo dell'invenzione à ̈ quello di realizzare un connettore che sia compatto e che possa alloggiare, all'interno dello stesso involucro, gli apparecchi necessari alla sua protezione .

Un ulteriore scopo della presente invenzione à ̈ quello di garantire la massima flessibilità di esercizio consentendo di alloggiare all'interno dello stesso corpo, prese di standard diverso, consentendo l'eventuale sostituzione delle stesse in modo semplice ed economico.

Uno scopo ulteriore dell'invenzione à ̈ quello di garantire la modularità delle prese e che siano facilmente sostituibili e accostabili in batteria.

Un altro scopo della presente invenzione à ̈ quello di realizzare una struttura che risulti un blocco compatto e senza aperture o parti accostate, riuscendo di conseguenza a raggiungere un grado di protezione più elevato nei confronti della penetrazione di acqua.

Un altro scopo della presente invenzione à ̈ quello di realizzare una struttura fornita di dispositivo di richiusura automatico, in grado di richiudere il circuito al quale à ̈ associato, previo la verifica del circuito a cui tale presa à ̈ associata.

Un ulteriore scopo della presente invenzione à ̈ quello di garantire un sistema interbloccato che non consenta di rimuovere la spina quando gli alveoli della presa sono in tensione.

Un altro scopo della presente invenzione à ̈ quello di realizzare una struttura in grado di effettuare un controllo preventivo dell'impianto e di fornire alimentazione ai connettori soltanto in assenza di guasti.

Un altro scopo della presente invenzione à ̈ quello di realizzare una struttura che, per le sue peculiari caratteristiche realizzative, sia in grado di assicurare le più ampie garanzie di affidabilità e di sicurezza nell'uso.

Questi scopi ed altri che meglio appariranno in seguito, sono raggiunti da una struttura di presa di alimentazione, particolarmente per l'alimentazione e/o la ricarica di veicoli a trazione elettrica, comprendente un corpo scatolare che alloggia almeno una presa di corrente ed almeno un interruttore automatico di protezione elettricamente associato a detta presa; detta struttura à ̈ caratterizzata dal fatto di comprendere un adattatore, al quale à ̈ fissata detta almeno una presa di alimentazione, ed un supporto al quale à ̈ agganciato detto almeno un interruttore automatico di protezione; detta struttura comprendendo inoltre un dispositivo di richiusura automatica, associato a detto interruttore automatico di protezione, ed un mezzo di comando associato a detta presa ed atto a comandare detto dispositivo di richiusura automatica.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi risulteranno maggiormente dalla descrizione di forme di realizzazione preferite, ma non esclusive, dell'invenzione, illustrate a titolo indicativo e non limitativo negli uniti disegni, in cui:

la figura 1 Ã ̈ una vista prospettica che illustra la parte anteriore della struttura di presa, oggetto della presente invenzione;

la figura 2 Ã ̈ una vista prospettica della parte posteriore della struttura di presa;

la figura 3 Ã ̈ un'altra vista prospettica della parte posteriore della struttura di presa.

Con riferimento alle figure citate, la struttura di presa, particolarmente per l'alimentazione di veicoli e/o la ricarica di veicoli elettrici, secondo l'invenzione, indicata globalmente con il numero di riferimento 1, comprende un corpo scatolare frontale 2 che può essere applicato ad un quadro od una torretta, non visibile nelle figure, di una stazione di alimentazione e/o ricarica di veicoli a trazione elettrica.

Il corpo scatolare 2 presenta una flangia 3 alla quale à ̈ fissata una presa di alimentazione 4 affacciata verso l'esterno del corpo scatolare .

Il corpo scatolare 2 presenta, al suo interno, un supporto al quale viene agganciato uno o più interruttori automatici di protezione 7 ed un dispositivo di richiusura automatica 8.

Il supporto à ̈ preferibilmente costituito da una guida DIN.

Vantaggiosamente, l'interruttore automatico di protezione o gli interruttori automatici di protezione 7 sono del tipo compatto, in modo da consentirne l'installazione all'interno di un corpo scatolare 2 di dimensioni particolarmente ridotte.

Normalmente, la presa di alimentazione 4 non à ̈ in tensione ed à ̈ sezionata attraverso l'interruttore automatico di protezione 7.

La struttura di presa comprende un mezzo di comando, per esempio un interruttore, associato alla presa 4, e che viene chiuso attraverso l'inserimento della spina nella presa stessa.

Questo mezzo di comando agisce sul circuito di comando del dispositivo di richiusura automatica 8 il quale attiva la chiusura dell'interruttore automatico di protezione 7.

In questa situazione la presa risulta alimentata e la ricarica può iniziare.

Al termine della ricarica, la spina può essere rimossa dalla presa di alimentazione 4 ed il dispositivo di richiusura automatica 8 provvede ad aprire automaticamente il circuito, ripristinando sugli alveoli le condizioni di mancanza di tensione e di sezionamento iniziali.

A tale dispositivo di richiusura 8 può essere associato un dispositivo di controllo dell'isolamento che può essere integrato nello stesso dispositivo di richiusura o può essere fornito attraverso l'ausilio di una scheda esterna.

Tale dispositivo inibisce la richiusura dell'interruttore automatico di protezione e la conseguente alimentazione del carico in presenza di un guasto a valle del circuito.

Tale dispositivo può agire in modo preventivo, all'atto dell'inserimento della spina nella presa, oppure durante il normale funzionamento a seguito dello scatto dell'interruttore di protezione .

Nel caso di aperture intempestive, dovute a fenomeni transitori guali per esempio le sovratensioni di origine atmosferica, il dispositivo richiude invece automaticamente il dispositivo di richiusura .

Nella forma realizzativa qui illustrata, la presa 4 comprende un coperchio 41.

Il coperchio 41 risulta normalmente bloccato per evitare l'accesso a persone non autorizzate.

Lo sblocco del coperchio può avvenire attraverso un mezzo ausiliario, per esempio un trasponder, che viene posizionato in vicinanza di un ricevitore 9.

Tale mezzo ausiliario comunica ad un circuito, interno al corpo scatolare 2, la richiesta di accesso autorizzato alla ricarica ed il circuito provvede allo sblocco del coperchio 41 che può quindi essere aperto consentendo all'utente di inserire la spina.

La struttura di presa può essere vantaggiosamente costruita per essere accoppiata modularmente su di un quadro o torretta elettrica, in modo da potere essere facilmente sostituita e per ridurre lo spazio occupato.

Il montaggio della presa 4 mediante la flangia 3 permette di rimuovere facilmente la presa stessa per sostituirla ed eventualmente rimpiazzarla con una presa di alimentazione di standard diverso.

In altre parole, la struttura 1 può essere rapidamente e facilmente adeguata agli standard locali montando una presa adeguata, semplicemente sostituendo la flangia di collegamento al corpo 2.

Si à ̈ in pratica constatato come l'invenzione raggiunga il compito e gli scopi prefissati avendo realizzato una presa compatta, specialmente per l'alimentazione di veicoli e/o per la ricarica di veicoli elettrici, la quale, in assenza di spina, risulta fuori tensione e sezionata.

La presa presenta il vantaggio che l'alimentazione della presa stessa avviene automaticamente attraverso l'inserimento della relativa spina mediante l'azionamento di un dispositivo di richiusura automatico.

La presente apparecchiatura si distingue dai dispositivi tradizionali, nei quali la protezione dell'utente avviene per mezzo di shutter posti sulla presa e/o mediante contattori di apertura dei circuiti aventi la proprietà del sezionamento dei contatti.

I vantaggi e le caratteristiche innovative della presente invenzione, rispetto alla tecnica nota, sono numerosi ed importanti.

L'alimentazione della presa, successiva all'inserimento della relativa spina comanda il dispositivo di richiusura automatico la cui azione à ̈ subordinata ad un controllo preventivo dell'impianto e che inibisce l'alimentazione della presa in presenza di guasti sul circuito di alimentazione.

In caso di interruzione dell'alimentazione e/o della ricarica, a causa dello scatto dell'interruttore automatico di protezione, il circuito di controllo verifica lo stato dell'impianto e ripristina le condizioni di alimentazione, soltanto a condizione che non vi siano guasti sul circuito di alimentazione.

II dispositivo di controllo può essere parte integrante del dispositivo di richiusura oppure un elemento esterno al dispositivo di richiusura stesso.

Il corpo scatolare alloggia al suo interno tutti gli interruttori necessari alla propria protezione.

La struttura di presa compatta, secondo la presente invenzione, può essere provvista di prese di standard diverso, potendo queste essere facilmente sostitute senza dover rimuovere l'intero corpo della presa.

La struttura di presa può essere dotata di un corpo modulare che può essere facilmente montato in batteria su un medesimo quadro o torretta .

La presente struttura di presa garantisce un grado di protezione più elevato rispetto ai sistemi di tipo noto.

La presente struttura garantisce l'interblocco della spina.

La struttura di presa, secondo l'invenzione, Ã ̈ suscettibile di numerose modifiche e varianti, tutte rientranti nell'ambito del concetto inventivo; inoltre tutti i dettagli potranno essere sostituiti da elementi tecnicamente equivalenti.

Naturalmente i materiali impiegati, nonché le dimensioni, potranno essere qualsiasi secondo le esigenze e lo stato della tecnica.

Claims (9)

1. RIVENDICAZIONI 1. Struttura di presa di alimentazione, particolarmente per l'alimentazione e/o la ricarica di veicoli a trazione elettrica, comprendente un corpo scatolare che alloggia almeno una presa di corrente ed almeno un interruttore automatico di protezione elettricamente associato a detta presa; detta struttura à ̈ caratterizzata dal fatto di comprendere un adattatore, al quale à ̈ fissata detta almeno una presa di alimentazione, ed un supporto al quale à ̈ agganciato detto almeno un interruttore automatico di protezione; detta struttura comprendendo inoltre un dispositivo di richiusura automatica, associato a detto interruttore automatico di protezione, ed un mezzo di comando associato a detta presa ed atto a comandare detto dispositivo di richiusura automatica.
2. 2. Struttura di presa, secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che detto adattatore à ̈ costituito da una flangia amovibilmente fissata ad una apertura di detto corpo scatolare .
3. 3. Struttura di presa, secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che detto supporto à ̈ costituito da una guida DIN.
4. 4. Struttura di presa, secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che detto mezzo di comando, associato a detta presa, viene attivato attraverso l'inserimento di una spina in detta presa di alimentazione; detta presa di alimentazione essendo normalmente non in tensione e sezionata attraverso detto interruttore automatico di protezione; detto mezzo di comando agendo su un circuito di comando di detto dispositivo di richiusura automatica il quale attiva la chiusura di detto interruttore automatico di protezione, iniziando l'alimentazione di detta presa; una rimozione di detta spina da detta presa di alimentazione aziona detto dispositivo di richiusura automatica il quale apre automaticamente il circuito, interrompendo l'alimentazione di detta presa .
5. 5. Struttura di presa, secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto di comprendere un dispositivo di controllo dell'isolamento associato a detto dispositivo di richiusura; detto dispositivo di controllo dell'isolamento inibisce la richiusura di detto interruttore automatico di protezione e la conseguente alimentazione del carico, in presenza di un guasto a valle del circuito, sia in modo preventivo, all’atto di inserimento della spina nella presa, sia durante la fase di normale funzionamento a causa dello scatto dell’interruttore di protezione; in caso di aperture intempestive, dovute a fenomeni transitori, detto dispositivo di controllo comanda a detto dispositivo di richiusura la chiusura del circuito.
6. 6. Struttura di presa, secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto di comprendere un coperchio, normalmente bloccato, che impedisce l'accesso non autorizzato a detta presa di alimentazione; detto coperchio essendo sbloccabile attraverso un mezzo ausiliario.
7. 7. Struttura di presa, secondo la rivendicazione 6, caratterizzata dal fatto che detto mezzo ausiliario à ̈ costituito da un trasponder che, posizionato in vicinanza di un ricevitore, comunica ad un circuito, interno a detto corpo scatolare, una richiesta di accesso autorizzato alla ricarica ed il circuito provvede allo sblocco di detto coperchio che può essere aperto consentendo ad un utente di inserire la spina.
8. 8. Struttura di presa, secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che detto almeno un interruttore automatico di protezione à ̈ del tipo compatto, e consente l'installazione all'interno di un corpo scatolare di dimensioni particolarmente ridotte .
9. 9. Struttura di presa, secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che detto mezzo di comando à ̈ un interruttore .