NL1037508C2 - Inrichting voor het opladen van een elektrisch voertuig alsmede een elektrische plug. - Google Patents

Description

Inrichting voor het opladen van een elektrisch voertuig alsmede een elektrische plug

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een inrichting 5 voor het opladen van een elektrisch voertuig.

Het gebruik, en daarmee ook de introductie, van elektrische auto's en hybride elektrische auto's, dat zijn auto's met zowel een brandstofmotor als een elektrische motor, wordt bemoeilijkt door het ontbreken van goede oplaadpunten. De bekende oplaadpunten zijn van 10 het type paaltje met daarin een standaard contactdoos voor het inbrengen van de stekker van de elektrische of hybride auto. Deze hebben het nadeel dat ze een opstakel vormen in de openbare ruimte.

Er is behoefte aan een inrichting waarmee dit nadeel vergaand wordt vermeden.

15 Daartoe wordt volgens de onderhavige uitvinding een inrichting voor het opladen van een elektrisch voertuig verschaft welke hierdoor wordt gekenmerkt dat de inrichting een bestratingselement is voorzien van ten minste twee oppervlakte-elektroden en het bestratingselement is ingericht voor het aansluiten van ten minste twee van de genoemde 20 ten minste twee oppervlakte-elektroden op het lichtnet.

De straat is een omgeving waar grote krachten voorkomen van bijvoorbeeld de wielen van een motorvoertuig, en het bestratingselement zal zodanig zijn uitgevoerd dat het dergelijke krachten kan weerstaan. Het bestratingselement kan uit beton zijn gevormd, maar 25 ook uit andere materialen zoals metaal, rubber, kunststof zoals ve-zelversterkte kunststof, glas of combinaties van dergelijke materialen. Omdat de inrichting een bestratingselement is, kan er gewoon over gelopen en/of gereden worden, zonder dat het een obstakel vormt. De oppervlakte-elektroden zijn ingericht om samen te werken met een 30 elektrische plug die op het op te laden voertuig aansluitbaar is of daar deel van uitmaakt. De term oppervlakte-elektrode betekent dat de oppervlakte-elektroden zich bij voorkeur niet, althans niet noemenswaardig, verdiept aan de buitenzijde van het bestratingselement zullen bevinden, danwel dat in geval van verdiepte ligging de afvoer van 35 water vanuit het verdiepte deel zal worden bevorderd, bijvoorbeeld middels een of meer afvoerkanalen. Doordat het oppervlakte-elektroden zijn kunnen deze, in geval zij nat en/of vuil zijn gemakkelijk handmatig, bijvoorbeeld met een doek, schoongemaakt worden voordat de 1037508 2 elektrische plug wordt aangebracht. Een elektrisch voertuig is binnen het kader van de onderhavige uitvinding een voertuig dat op de openbare weg gebruikt wordt voor het transporteren van een of meer personen en/of lading.

5 Een voorkeursuitvoering wordt hierdoor gekenmerkt dat het be- stratingselement een veelheid van zijden heeft, waarbij een eerste zijde van het bestratingselement is voorzien van de ten minste twee oppervlakte-elektroden en het bestratingselement is ingericht voor het via een tweede zijde aansluiten van ten minste twee van de ge-10 noemde ten minste twee oppervlakte-elektroden op het lichtnet. Deze kunnen gemakkelijk zodanig op de eerste zijde zijn aangebracht dat ophoping van water op en tegen de elektroden wordt vermeden, voor zover dit water tot stroomgeleiding tussen elektroden, in het bijzonder kortsluiting, zou kunnen leiden. Het bestratingselement volgens deze 15 voorkeursuitvoering is een straattegel, trottoirtegel of een trottoirband, en zal worden gebruikt in plaats van een gewone straattegel, trottoirtegel of trottoirband. Stroom bereikt het bestratingselement via een tweede zijde, welke in de praktijk na aanbrengen de onderzijde van het bestratingselement zal zijn, al kan het in geval 20 van een trottoirband ook een lange zijde tegenover de eerste (lange) zijde zijn. De term veelheid betekent in het algemeen zes, maar afwijkende aantallen zijn mogelijk, bijvoorbeeld door afkantingen, afrondingen of wanneer het bestratingselement een siertegel is. Het aantal kan dus groter of kleiner dan zes zijn. Het geniet de voorkeur 25 dat de oppervlakte-elektroden in het vlak van de eerste zijde liggen. De oppervlakte-elektroden mogen in geval van een tegel enigszins boven het vlak van de eerste zijde uitsteken, doch ook in dat geval zal ervoor worden gezorgd dat water langs de oppervlakte-elektroden van het bestratingselement weg kan lopen.

30 Het spreekt om diverse redenen voor zich dat bij een bestra tingselement dat is gelegd alleen tijdens het laden een laadspanning op de elektroden zal staan. Dit kan op diverse wijzen worden bewerkstelligd. Het is mogelijk dat het bestratingselement zelf geen enkel orgaan bezit om dit te bewerkstelligen. Het is bekend om via een 35 elektriciteitsleiding signalen zoals pulsen door te geven, en dergelijke pulsen kunnen door de elektrische plug en/of door het voertuig en doorgegeven via de elektrische plug worden gegenereerd en op afstand van het bestratingselement, bijvoorbeeld door een voedingstus- 3 senstation voor het bestratingselement, worden geanalyseerd. Dit geeft aan dat een elektrische plug aanwezig is en een laadspanning kan worden aangelegd. Niettemin is een aantal gunstige uitvoeringsvormen waarbij de tegel een of meer organen bezit voor het vergemak-5 kelijken van het laadproces.

Volgens een eerste uitvoeringsvorm bezit het bestratingselement een sensor voor het detecteren van de aanwezigheid van een elektrische plug en/of een op te laden voertuig.

Aldus kan worden vermeden dat er spanning op het bestratings-10 element staat en derden daaraan blootgesteld zouden kunnen worden.

Volgens een gunstige uitvoeringsvorm is de sensor een magneet-sensor. De kans op de aanwezigheid van een magneetveld van toereikende sterkte is zeer klein, waardoor een hoge mate van veiligheid kan worden verschaft. Bij een magneetsensor met een mechanische arm, kan 15 deze zodanig zijn gemonteerd dat deze in een onderste stand van de mechanische arm geen spanning op de oppervlakte-elektroden toelaat, en in een relatief hogere stand van de arm wel. In geval van een defect in de sensor zal dit dan niet kunnen leiden tot spanning op de oppervlakte-elektroden.

20 Volgens een tweede uitvoeringsvorm bezit het bestratingselement ten minste een verbindingselement gekozen uit een magneet en een fer-romagnetisch element.

Het verbindingselement werkt samen met een complementair verbindingselement in de elektrische plug en draagt ertoe bij dat de 25 elektrische plug gemakkelijk juist ten opzichte van het bestratingselement wordt gepositioneerd. Het magnetisme kan ook worden gebruikt voor het aangeven dat een elektrische plug aanwezig is en stroom door het bestratingselement mag worden doorgegeven, met andere woorden, deel uitmaken van de sensor voor het detecteren van de aanwezigheid 30 van een elektrische plug en/of een op te laden voertuig van de hierboven besproken uitvoeringsvorm.

De uitvinding heeft tevens betrekking op een elektrische plug voor het opladen van een elektrisch voertuig geschikt voor samenwerking met een inrichting volgens de uitvinding, welke hierdoor wordt 35 gekenmerkt dat de elektrische plug contactelektroden bezit voor contact met de oppervlakte-elektroden van het bestratingselement.

Een voorkeursuitvoering van de elektrische plug wordt hierdoor gekenmerkt dat de contactelektroden van de elektrische plug zijn ge 4 kozen uit i) een drukveer, en ii) een borstel welke elektrisch geleidende haren bezit.

Aldus kan ook in geval van vuil op de elektroden van het be-stratingselement een goed elektrisch contact worden verzekerd. De 5 elektrische plug heeft een voorzijde welke in op het bestratingsele-ment aangesloten toestand naar de eerste zijde wijst. De drukveer zal bij voorkeur met de hartlijn ervan parallel met de voorzijde verlopen. Doordat aanliggende windingen enigszins op afstand van elkaar liggen, zullen vuildeeltjes zoals zandkorrels opzij worden gedrongen. 10 Het aantal geleidende haren of draden van de borstel is ten minste twee.

Ten minste een contactelektrode van de elektrische plug kan een aangedreven contactelektrode zijn, zoals een met een motor aangedreven contactelektrode.

15 Ook op die wijze kan een goed contact met een elektrode van het bestratingselement worden verzekerd.

In plaats daarvan of daarenboven kan de elektrische plug volgens de uitvinding hierdoor zijn gekenmerkt dat de elektrische plug is voorzien van een reinigingselement gekozen uit een ventilator, een 20 verwarmingselement, een aangedreven wisser en een aangedreven borstel voor het reinigen van de elektroden van het bestratingselement.

Aldus kunnen de gevolgen van vuil en/of vocht worden beperkt, en kan eventueel eerder met laden worden begonnen.

Voor het met het bestratingselement volgens de uitvinding ver-25 binden wordt de elektrische plug volgens de uitvinding bij voorkeur hierdoor gekenmerkt dat ten minste een verbindingselement bezit gekozen uit een magneet en een ferromagnetisch element.

Dit verbindingselement werkt dan samen met een overeenkomstig verbindingselement in het bestratingselement.

30 Volgens een gunstige uitvoeringsvorm wordt de elektrische plug volgens de uitvinding hierdoor gekenmerkt dat de elektrische plug is ingericht om een kracht van ten minste 150 kg te weerstaan.

Volgens een gunstige uitvoeringsvorm wordt de elektrische plug volgens de uitvinding hierdoor gekenmerkt dat de elektrische plug is 35 voorzien van een handle voor het losneembaar vastzetten van de elektrische plug.

De handle kan bij voorkeur middels een slot worden vastgezet, waardoor derden deze niet los kunnen nemen. De handle zal ten minste 5 een beweegbare arm bedienen die het mogelijk maakt dat de elektrisch plug aangrijpt op het bestratingselement. Het aangrijpen kan op tegenoverliggende zijden van het bestratingselement geschieden, maar bijvoorbeeld ook op in het bestratingselement aangebrachte gaten.

5 Dit maakt het mogelijk dat het op te laden voertuig op de plug, of een deel daarvan wordt geplaatst, waardoor de plug niet door onverlaten kan worden verwijderd. De in samenhang met het bestratingselement besproken sensor voor het detecteren of een elektrische plug is aangesloten kan daarbij desgewenst een druksensor of krachtsensor 10 (zoals een rekstrookje) zijn, al zal het in het algemeen onwenselijk zijn als dit de enige detectie is.

Tenslotte heeft de uitvinding betrekking op drie belangrijke toepassingsvormen waarvan de elektrische plug deel zal uitmaken, te weten een verlengkabel, een verloopstekker, en een elektrisch voer-15 tuig. Voor elk van deze uitvoeringsvormen geldt dat deze kunnen zijn ingericht voor het afgeven van een fluïdum aan het bestratingselement, bij voorkeur geschiedt dit dan onder verhoogde druk. Het fluïdum kan bijv. perslucht zijn, maar ook een reinigingsvloeistof zoals water.

20 De onderhavige uitvinding zal thans worden toegelicht aan de hand van schematische tekeningen, waarin fig. 1 een bestratingselement met een elektrische plug toont; fig. 2 een bestratingselement met een magneetsensor toont; fig. 3 een elektrische plug met spiraalveer-vormige contacte- 25 lektroden toont; fig. 4 een elektrische plug met contactelektroden in de vorm van borstels toont; fig. 5 een elektrische plug met aangedreven contactelektroden toont; 30 fig. 6 een bestratingselement met een elektrische plug met aan gedreven contactelektroden toont; fig. 7 een elektrische plug met een reinigingselement voor het verdrijven van vocht toont; fig. 8 een bestratingselement met een elektrische plug met een 35 handle voor het losneembaar vastzetten van de elektrische plug toont; fig. 9 een elektrische plug welke deel uitmaakt van een elektrisch aangedreven voertuig toont; 6 fig. 10 een elektrische plug welke deel uitmaakt van een ver-lengkabel die is aangesloten op een elektrisch aangedreven voertuig; fig. 11 een elektrisch aangedreven voertuig aangesloten op een alternatieve plug volgens de uitvinding toont; en 5 fig. 12 een verloopstekker toont.

Fig. 1 toont een bestratingselement in de vorm van een tegel 1 welke een in de tegel 1 ingebedde drie-aderige kabel 2 bezit, waarvan de aders 3 verbonden zijn met oppervlakte-elektroden 4 op de bovenzijde van de tegel 1. De tegel 1 bezit verder 2 verbindingselementen 10 in de vorm van ingebedde magneten 5, 6 waarvan de rol in de volgende alinea zal worden uitgelegd.

Fig. 1 toont verder een elektrische plug 11 welke een drie-aderige kabel 12 bezit voor aansluiting op een elektrisch aangedreven voertuig, zoals een auto. De elektrische plug 11 bezit contact-15 elektroden 14 welke bij het aansluiten van de elektrische plug 11 op de tegel 1 contact maken met de oppervlakte-elektroden 4 van de tegel 1. De term oppervlakte-elektroden wordt in de onderhavige aanvraag gebruikt om contact-elektroden op een bestratingselement volgens de uitvinding aan te duiden, en in de aanvraag louter gebruikt om gemak-20 kelijk onderscheid te maken tussen elektroden van het bestratingselement en die van de elektrische plug. De elektrische plug 11 bezit magneten 15, 16. Deze magneten 15, 16 werken samen met de magneten 5, 6 van de tegel 1 om de elektrische plug 11 op de tegel 1 aan te sluiten. De polen van de magneten 15, 16 kunnen in dezelfde richting pa- 25 rallel met elkaar lopen, in welk geval de plug 11 in twee standen op de tegel 1 kan worden aangesloten, of in tegengestelde richting parallel met elkaar lopen, in welk geval de plug 11 maar in één stand op de tegel 1 kan worden aangesloten. In het laatste geval is er een verhoogde productie-eenvoud voor de producenten van de bestratings-30 elementen en de elektrische pluggen, aangezien zij zich niet druk hoeven te maken over de absolute pool-oriëntatie, en er alleen voor hoeven te zorgen dat de beide magneten in een tegengestelde poolrich-ting worden aangebracht. Het spreekt voor zich dat er meer of minder magneten gebruikt kunnen worden. In plaats van een tweetal magneten 35 kan ook een enkele magneet worden gebruikt, bijvoorbeeld met een pool-oriëntatie evenwijdig aan de bovenzijde van de tegel 1. Problemen met de pool-oriëntatie kunnen ook worden vermeden wanneer een of meer (maar niet alle) magneten 5, 6, 15, 16 worden vervangen door een 7 lichaam van ferromagnetisch materiaal, zoals ijzer. Dat kan samenwerken met een magneet ongeacht de oriëntatie van de laatste.

Fig. 2 laat een alternatieve tegel 21 zien, welke net als tegel 1 is voorzien van een drie-aderige kabel 23 en drie oppervlakte-5 elektroden 24. Voor het detecteren van de aanwezigheid van een elektrische plug zoals elektrische plug 11 van Fig. 1 is een magneetscha-kelaar 27 voorzien. De aanwezigheid van een magnetisch veld verschaft door de elektrische plug zorgt in de hier getoonde uitvoeringsvorm voor het verschaffen van een elektrische verbinding naar een van de 10 oppervlakte-elektroden 24. Het spreekt voor zich dat ook alternatieven denkbaar zijn, zoals het activeren van een regelschakeling.

Fig. 3 toont een alternatieve elektrische plug 31 met een elektrische kabel 32 en magneten 35, 36. De elektrische plug 31 heeft twee contact-elektroden 34 in een spiraalvorm, waarbij de hartlijn 15 van de spiraalvorm na aansluiten op een bestratingselement in hoofdzaak evenwijdig loopt met de zijde van het bestratingselement waartegen de elektrische plug 31 wordt aangesloten. Eventueel aanwezig vuil, zoals zandkorrels worden door de vorm van de windingen weggedrukt, en aldus wordt verstoring van het elektrische contact tussen 20 de oppervlakte-elektroden en de contact-elektroden 34 vermeden. De spiraal-vorm biedt tevens de mogelijkheid van enige vervorming als gevolg van de kracht waarmee de elektrische plug 31 tegen het bestratingselement wordt gedrukt, bijvoorbeeld door de magneten 35, 36.

Fig. 4 toont als een variant van Fig. 3 een elektrische plug 41 25 met in plaats van contact-elektroden in de vorm van een spiraal contact-elektroden in de vorm van een borstel 44.

Om contact tussen de oppervlakte-elektroden 4 van de tegel 1 en met de contact-elektroden te verzekeren, kan een elektrische plug 51 (Fig. 5) zijn voorzien van middels motoren 58 aangedreven contact-30 elektroden 54. Contact kan op conventionele wijze middels koolbor- stels geschieden, iets dat geen verdere toelichting behoeft.

Fig. 6 toont een bestratingselement in de vorm van tegel 61 welke is voorzien van een ingebedde drie-aderige kabel 62 welke zijn aangesloten op concentrische oppervlakte-elektroden 64. Verwijzings-35 cijfer 161 geeft een elektrische plug aan die is voorzien van een enkele motor 168, welke een eerste arm 169a aandrijft waarop drie con tact-elektroden 164 zijn aangebracht en een tweede arm 169b welke is voorzien van een borstel 167. Met de laatste kan vuil van de elektro 8 den worden geveegd. Om het probleem van kabeltwist te vermijden, maakt de motor 168 bij voorkeur een heen-en-weergaande slagbeweging, en is bijvoorbeeld een motor zoals bekend voor het aandrijven van een ruitenwisser.

5 Fig. 7 toont een elektrische plug 71 welke is voorzien van een twee-aderige kabel 32 aangesloten op contact-elektroden 74. De plug is voorzien van een luchtinlaatpijp 72a en een luchtafvoerpijp 72b. In de luchtinlaatpi jp 72a bevinden zich een ventilator 75 voor het aanzuigen van buitenlucht en een verwarmingselement 76 voor het ver-10 warmen van de aangezogen buitenlucht. Hiermee kunnen de oppervlakte-elektroden van een bestratingselement in geval dat vochtig of nat is, worden gedroogd voordat de spanning op de oppervlakte-elektroden wordt aangelegd. Er kan een toevoerleiding 77 aanwezig zijn voor het toevoeren van een reinigingsmiddel zoals water of alcohol. Voor het 15 voorkomen van het binnendringen van water kan een afdichtring, zoals een rubberen afdichtring 79, aanwezig zijn.

Fig. 8 toont een bestratingselement 81 waarbij oppervlakte-elektroden 84 zich op een sectie 82 bevinden die hoger ligt dan de omringende zijde van de tegel 81. De sectie 82 heeft een zoekrand 83, 20 welke samenwerkt met een zoekrand 183 van elektrische plug 181. De zoekranden 83, 183 werken met elkaar samen om het plaatsen van de elektrische plug 181 op het bestratingselement 81 te vergemakkelijken. De vorm van de sectie 82 en die van de zoekrand 183 kunnen zodanig zijn gekozen dat de oriëntatie van de elektrische plug 181 be-25 perkt is, hetgeen bijdraagt aan de juiste plaatsing van de contact-elektroden 184 tegen de oppervlakte-elektroden 84 die zijn aangesloten op de twee-aderige kabel 89. De elektrische plug 181 kan middels een handle 185 aan het bestratingselement 81 worden geklemd.

Fig. 9 toont een elektrisch aangedreven voertuig in de vorm van 30 een personenauto 91, welke wordt opgeladen via een bestratingselement in de vorm van een trottoirband 93 voorzien van een elektriciteits-snoer 92. De personenauto 91 is daartoe voorzien van een plug 191 met een kabel 192.

Fig. 10 toont een elektrisch aangedreven voertuig in de vorm 35 van een personenauto 101, welke wordt opgeladen via een bestratingselement in de vorm van een trottoirtegel 103 voorzien van een elek-triciteitssnoer 92. De personenauto 101 is daartoe voorzien van een plug 191 met een kabel 192. Voor de aansluiting op de trottoirtegel 9 103 is een verlengsnoer 195 voorzien dat aan een eerste uiteinde ervan is voorzien van een elektrische plug 196 voor koppeling aan de elektrische plug 191, en aan een tweede uiteinde ervan is voorzien van een elektrische plug 197 voor aansluiting op de trottoirtegel 5 103.

Fig. 11 toont een variant van fig. 9 waarbij de elektrische plug 191 is voorzien van een voet in de vorm van een plaat 199. De personenauto 91 wordt met een band ervan op de plaat 199 geplaatst. Dit verhindert dat een derde de elektrische plug 191 kan verwijderen. 10 Fig. 12 stemt in hoofdzaak overeen met fig. 4, maar de elektri sche plug is nu integraal deel van een verloopstekker 121, welke twee bussen 122 bezit voor het onvangen van een mannelijke plug.

15 1037508

Claims (16)

1. Inrichting voor het opladen van een elektrisch voertuig, hierdoor 5 gekenmerkt dat de inrichting een bestratingselement (1) is voorzien van ten minste twee oppervlakte-elektroden (4) en het bestratingselement (1) is ingericht voor het aansluiten van ten minste twee van de genoemde ten minste twee oppervlakte-elektroden (4) op het lichtnet.

2. Inrichting volgens conclusie 1, waarbij bestratingselement (1) een veelheid van zijden heeft, waarbij een eerste zijde van het bestratingselement (1) is voorzien van de ten minste twee oppervlakte-elektroden (4) en het bestratingselement (1) is ingericht voor het via een tweede zijde aansluiten van ten minste twee van de genoemde 15 ten minste twee oppervlakte-elektroden (4) op het lichtnet.

3. Inrichting volgens conclusie 1 of 2, waarbij het bestratingselement (1) een sensor (27) bezit voor het detecteren van de aanwezigheid van een elektrische plug (11) en/of een op te laden voertuig 20 (91) .

4. Inrichting volgens conclusie 3, waarbij de sensor (27) een mag-neet-sensor is.

5. Inrichting volgens een der voorgaande conclusies, waarbij het be stratingselement (1) ten minste een verbindingselement (35, 36) bezit gekozen uit een magneet en een ferromagnetisch element.

6. Elektrische plug voor het opladen van een elektrisch voertuig, 30 waarbij de elektrische plug (11) contactelektroden (14) bezit voor contact met de oppervlakte-elektroden (4) van het bestratingselement (1) •

7. Elektrische plug volgens conclusie 6, waarbij de contactelektroden 35 (14) van de elektrische plug (31, 41) zijn gekozen uit i) een druk- veer (34), en ii) een borstel (44) welke elektrisch geleidende haren bezit. 1037508

8. Elektrische plug volgens conclusie 6 of 7, waarbij ten minste een contactelektrode van de elektrische plug (51) een aangedreven contac-telektrode (54) is.

9. Elektrische plug volgens een van de conclusies 6 tot 8, waarbij de elektrische plug is voorzien van een reinigingselement gekozen uit een ventilator (75), een verwarmingselement (76), een aangedreven wisser (169b, 167) en een aangedreven borstel (167) voor het reinigen van de elektroden (64) van het bestratingselement (61). 10

10. Elektrische plug volgens een van de conclusies 6 tot 9, waarbij de elektrische plug (11) ten minste een verbindingselement (15, 16) bezit gekozen uit een magneet en een ferromagnetisch element.

11. Elektrische plug volgens een van de conclusies 6 tot 10, waarbij de elektrische plug (191) is ingericht om een kracht van ten minste 150 kg te weerstaan.

12. Elektrische plug volgens een van de conclusies 6 tot 11, waarbij 20 de elektrische plug (181) is voorzien van een handle (185) voor het losneembaar vastzetten van de elektrische plug (181).

13. Elektrische plug volgens een van de conclusies 6 tot 12, waarbij de elektrische plug (71) is ingericht voor het afgeven van een fluï- 2. dum.

14. Elektrische plug volgens een van de conclusies 6 tot 13, waarbij de elektrische plug (197) deel uitmaakt van een verlengkabel (195).

15. Elektrische plug volgens een van de conclusies 6 tot 13, waarbij de elektrische plug deel uitmaakt van een verloopstekker (121).

16. Elektrische plug volgens een van de conclusies 6 tot 13, waarbij de elektrische plug (191) deel uitmaakt van een elektrisch aangedre-35 ven voertuig (91) . 1037508