PL228532B1 - Zespół samoobsługowych stacji ładowania i wypożyczania pojazdów elektrycznych - Google Patents

Abstract

Wynalazek rozwiązuje zagadnienie budowy zespołu samoobsługowych stacji ładowania i wypożyczania pojazdów elektrycznych. W skład zespołu wchodzą stacje montowane na ścianie budynku lub wolnostojące, połączone z siecią energetyczną (4). Stacje zespołu są wyposażone w jednostkę centralną (5), połączoną z ładująco-sterującą szyną (6) oraz akumulatorem (7), przy czym prąd zasilający ładująco-sterującą szynę (6) jest prądem stałym, przekształconym przez przetwornicę (8) wbudowaną w zespół pomiędzy punktem poboru zasilania z sieci energetycznej (4) a jednostką centralną (5). Częściowo pochodzi z alternatywnych źródeł zasilania, podłączonych do akumulatora (7). Szyna ładująco-sterującą (6) jest wyposażona w zintegrowane przewody ładowania (11) wyprowadzone w każdym porcie ładowania (12) oraz w ładującym regale (13).

Description

(21) Numer zgłoszenia: 414595 _{H02J 7/0Q (200601)}

G06Q 20/18 (2012.01)

Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej (22) Data zgłoszenia: 28.10.2015 (54) Zespół samoobsługowych stacji ładowania i wypożyczania pojazdów elektrycznych

(43) Zgłoszenie ogłoszono:	(73) Uprawniony z patentu: MEDIA-TECH POLSKA SPÓŁKA Z OGRANICZONĄ ODPOWIEDZIALNOŚCIĄ, Warszawa, PL
08.05.2017 BUP 10/17 (45) O udzieleniu patentu ogłoszono:	(72) Twórca(y) wynalazku: DARIUSZ MULARONEK, Warszawa, PL BEATA MARTYŃSKA, Warszawa, PL
30.04.2018 WUP 04/18	(74) Pełnomocnik: rzecz, pat. Grażyna Tomaszewska

CM co m

co

CM

CM

Q_

PL 228 532 B1

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest zespół samoobsługowych stacji ładowania i wypożyczania pojazdów elektrycznych, dający możliwość ładowania i wypożyczania, jak również naprawy pojazdów o napędzie elektrycznym, głównie małogabarytowych samochodów do poruszania się po zatłoczonym mieście. Wynalazek dotyczy również skuterów, rowerów z napędem elektrycznym, wózków inwalidzkich oraz innych pojazdów. Przewiduje się, że rozwiązanie będzie przeznaczone dla pojazdów poruszających się po mieście z prędkością nie większą niż 50 km/godz. Zakłada się, że pojazdy te będą mogły prowadzić osoby nie posiadające prawa jazdy. Pojazdy będą używane w zastępstwie dotychczas powszechnie używanych pojazdów z napędem spalinowym, emitujących do atmosfery trujące spaliny, których natężenie, głównie w centrach wielkich miast przekracza wszelkie możliwe normy, wpływając negatywnie na zdrowie ludzkie i niszcząc środowisko naturalne.

Dotychczas nie byty znane systemy ładowania i wypożyczania jakichkolwiek pojazdów o napędzie elektrycznym, przeznaczonych do poruszania się po mieście. Nie były też znane sposoby ładownia takich pojazdów, a jeśli nawet były znane, to ładowanie trwało około 8 godzin, podczas gdy realizacja wynalazku umożliwi naładowanie akumulatora pojazdu w przeciągu jednej godziny.

Celem rozwiązania, zgodnie z wynalazkiem, jest opracowanie budowy zespołu samoobsługowych stacji ładowania i wypożyczania pojazdów elektrycznych, który umożliwi szybkie naładowanie baterii pojazdu o napędzie elektrycznym lub wymianę rozładowanego akumulatora na akumulator naładowany, w sytuacji ,gdy użytkownik pojazdu spieszy się i nie jest w stanie oczekiwać na trwające wprawdzie krótko, jednak pewien przedział czasowy ładowanie akumulatora. Dotyczy to również sytuacji, gdy akumulator w pojeździe ulegnie uszkodzeniu.

Celem wynalazku jest także umożliwienie wypożyczania pojazdu na określony czas, z możliwością jego zwrotu w innej, odległej stacji należącej do zespołu, zgodnie z wynalazkiem. Celem rozwiązania jest ponadto umożliwienie dokonywania drobnych napraw na miejscu, bez potrzeby szukania mechanika w odległym miejscu, a także możliwość przeglądów technicznych pojazdów po ustaleniu wcześniejszej rezerwacji. Przewiduje się dojazd do stacji na umówioną godzinę mobilnej załogi remontowej.

Rozwiązanie według wynalazku przewiduje możliwość skorzystania; z pojazdu zastępczego na czas unieruchomienia pojazdu użytkownika. Skorzystanie z pełnego pakietu usług oferowanych przez system, obsługujący zespół objęty wynalazkiem lub usług wybranych z pakietu, będzie możliwe po uprzednim zarejestrowaniu się użytkownika w systemie.

Celem wynalazku jest opracowanie konstrukcji stacji dających możliwość ładownia także pojazdów nie autoryzowanych w systemie, obsługującym zespół samoobsługowych stacji ładowania i wypożyczania pojazdów. Do takich pojazdów należy zaliczyć wózki inwalidzkie, hulajnogi, trójkołowce, kłady i inne, ułatwiające poruszanie się po mieście osobom, które mają trudności z chodzeniem lub z innych przyczyn chcą lub muszą korzystać z pojazdów.

Istotę wynalazku stanowi konstrukcja stacji wchodzących w skład zespołu samoobsługowych stacji ładowania i wypożyczania małogabarytowych pojazdów elektrycznych.

Zespół, zgodnie z wynalazkiem stanowią pojedyncze stacje samoobsługowe, rozmieszczone w różnych, stosunkowo odległych od siebie punktach aglomeracji miejskich, podłączone poprzez Internet do wspólnego serwera.

Serwer jest wyposażony w oprogramowanie systemowe, zarządzające wszystkimi stacjami zespołu, a więc procesami ładowania akumulatorów, podłączanych do złącza elektrycznego, monitoringiem pojazdów będących na wyposażeniu zespołu, wypożyczaniem pojazdów oraz innymi funkcjami zespołu i innymi usługami oferowanymi przez zespół.

Każda ze stacji zespołu, według wynalazku jest połączona z siecią energetyczną prądu zmiennego i wyposażona w jednostkę centralną, szynę ładująco-sterującą oraz akumulator. Jednostka centralna pełni rolę wykonawczą rozdzielacza energii. Dane odnośnie poboru energii w danej stacji przez użytkownika na podstawie wcześniej zarejestrowanego w serwerze abonamentu, są każdorazowo przekazywane do serwera, gdzie są odpowiednio przetwarzane.

Listwa ładująco-sterująca w każdej stacji, poprzez jednostkę centralną jest połączona z akumulatorem, zasilanym prądem stałym, przekształconym przez przetwornicę. Przetwornica jest wbudowana w zespół pomiędzy punktem poboru zasilania z sieci energetycznej a jednostką centralną. Prąd stały zasilający szynę ładująco-sterującą jest przede wszystkim prądem przekształconym z prądu zmiennego dostarczanego z sieci energetycznej. Rozwiązanie przewiduje możliwość zasiania akumulatora stacji

PL 228 532 B1 w części, energią pochodzącą z alternatywnych źródeł zasilania. Tymi alternatywnymi źródłami energii elektrycznej są panele elektrowoltaniczne i generatory wiatrowe.

Połączona z jednostką centralną szyna ładująco-sterująca jest wyposażona w zintegrowane przewody ładowania. W każdym porcie - stanowisku ładowania jest wyprowadzony zintegrowany przewód o parametrach zapisanych na serwerze, sterowany serwerem za pośrednictwem jednostki centralnej. Zintegrowane przewody zasilania są wyposażone w bezpieczny wtyk, który oprócz funkcji ładowania pełni funkcję zabezpieczenia. Dzięki odpowiedniemu oprogramowaniu systemu obsługującego zespół, w sytuacji nieautoryzowanego odłączenia przewodu lub jego przecięciu, bądź nielegalnego podłączenia przewodu do akumulatora i poboru zasilania, jest uruchamiany sygnał alarmowy. Sygnał ten poprzez jednostkę centralną jest kierowany do serwera, który zawiadamia centrum monitoringu. Elementem wyposażenia monitoringu jest kamera, montowana w niewidocznym dla użytkowników miejscu.

Korzystanie z zespołu samoobsługowego ładownia pojazdu wymaga posiadania konta użytkownika, rejestrowanego przed rozpoczęciem korzystania z usług. Niezbędne jest także uzyskanie loginu oraz hasła. Tymi czynnościami zajmuje się system obsługi zespołu stacji.

Wynalazek przewiduje różne możliwości założenia konta, uzyskania loginu oraz hasła dostępu, które umożliwią ładowanie pojazdu, wymianę akumulatora, a w razie potrzeby wypożyczenie pojazdu lub naprawę. Uzyskanie dostępu jest możliwe poprzez założenie konta, co można dokonać rejestrując się na stronie internetowej systemu lub w punkcie obsługi klienta, albo poprzez aplikację na urządzeniu przenośnym, podłączonym do Internetu, ewentualnie poprzez aplikację przy zakupie pojazdu.

Stacje zespołu, zgodnie z wynalazkiem są montowane na ścianach budynku i wyposażane w porty ładowania. Ilość portów ładownia jest uzależniona od miejsca lokalizacji i przewidywanego zapotrzebowania w tej lokalizacji.

Stacje ładowania zespołu, zgodnie z wynalazkiem mogą też mleć postać wolnostojącej wiaty, zasilanej ze stałego przyłącza lub gniazda, wyposażonej ponadto w ładujący akumulatory regał ładujący, podłączony do ładująco-sterującej szyny. Ładujący regał jest zbudowany z rozmieszczonych jeden nad drugim kasetonów. Część kasetonów jest przeznaczona do umieszczania akumulatorów, pozostawianych przez użytkowników do naładowania. Dotyczy to użytkowników posiadających odpowiedni abonament, którym brak czasu na oczekiwanie, aż akumulator zostanie naładowany. Tacy użytkownicy wyładowany akumulator wymontowują z pojazdu i na jego miejsce montują akumulator naładowany. Wyładowany akumulator jest umieszczany w kasetonie ładującego regału i ładowany energią dostarczaną do kasetonu zintegrowanym przewodem ładowania z ładująco-sterującej szyny.

Każda stacja systemu, według wynalazku posiada ponadto terminal obsługi klienta oraz punkt dostępu, umożliwiający użytkownikowi dostęp do Internetu i połączenie z systemem przy użyciu, dowolnego urządzenia, które jest wyposażone w łącze WIFI i przeglądarkę internetową. Może to być notebook, smartfon, tablet lub inne urządzenie elektroniczne, które pozwoli na rejestrację i wybór abonamentu oraz stały dostęp do informacji związanych ze stanem technicznym pojazdu, stanem rozliczeń, monitoringiem i innymi parametrami zespołu.

Skorzystanie z zespołu, według wynalazku wymaga uprzedniego zarejestrowania się w systemie i wybrania odpowiedniego abonamentu. Rejestrowanie jest przeprowadzane przy użyciu oprogramowania na serwerze, zarządzającym wszystkimi czynnościami systemu obsługującego zespół stacji. Do tych czynności należy zaliczyć monitorowanie każdego pojazdu zespołu, komunikowanie się z użytkownikiem, monitorowanie stanu ładownia akumulatora, kierowanie procesem ładowania na poszczególnych stacjach zespołu, obsługa systemu rozliczeń z użytkownikami stacji, jak również dostawcami energii, ustalanie warunków i terminów wypożyczania pojazdów, napraw, przeglądów oraz innych czynności.

Realizacja wynalazku pozwala na upowszechnienie używania pojazdów o napędzie elektrycznym do poruszania się po mieście w celu ograniczenia ilości spalin emitowanych do atmosfery. Zakłada się, że dostępność stacji nakłoni mieszkańców dużych miast do zakupu pojazdu o napędzie elektrycznym lub wyrobienia nawyku wypożyczania pojazdów i zwrotu ich po wykorzystaniu w innym, odległym punkcie aglomeracji.

Nie ulega wątpliwości, że wynalazek pozwoli upowszechnić i ułatwić dostęp do komunikacji korzystnej dla zdrowia i przyjaznej środowisku naturalnemu.

Zaletą rozwiązania jest możliwość aplikacji przy użyciu ogólnie dostępnych urządzeń elektronicznych, ponadto, że z zespołu można korzystać bezgotówkowo. Wynalazek umożliwia szybko i sprawnie przemieszczać się z jednej części miasta do drugiej, bez potrzeby ponoszenia kosztów parkowania, bez obaw nieznalezienia miejsca na parkowanie pojazdu. Należy wspomnieć, że rozwiązanie przewiduje

PL 228 532 B1 stosowanie pojazdów małogabarytowych, które można parkować wszędzie, bez zważania na oznaczone miejsca parkingowe. Ponadto pojazdy te można pozostawiać bez obaw na stacjach zespołu, według wynalazku.

Jako istotne należy wskazać, że pojazdami zespołu można się poruszać w miejscach żakami ruchu pojazdów spalinowych. Podróżowanie tymi pojazdami jest stosunkowo tanią porównywalne do kosztów poruszania się środkami komunikacji miejskiej, przy zachowaniu znacznie większego komfortu podróżowania. Ponadto stały monitoring i dozór kamer powoduje, że użytkownik zespołu może czuć się bezpiecznie.

Przedmiot wynalazku, został objaśniony w przykładzie wykonania na załączonym rysunku, na którym fig. 1 przedstawia stację wolnostojącą zespołu w widoku ogólnym, fig. 2 uwidacznia schemat blokowy stacji, natomiast fig. 3 prezentuje schemat pracy systemu obsługującego zespół.

W skład zespołu samoobsługowych stacji ładowania pojazdów elektrycznych, według wynalazku wchodzi wolnostojąca stacja 1 usytuowana na terenie aglomeracji miejskiej, podobnie jak inne rozmieszczone w różnych, odległych od siebie miejscach stacje 1. Stacja 1 umożliwia ładowanie, wypożyczanie oraz drobne naprawy i przeglądy małogabarytowych pojazdów 2 o napędzie elektrycznym. Stacje 1 zespołu, według wynalazku poprzez Internet są podłączone do wspólnego serwera 3. Stacja 1 zespołu jest połączona z siecią energetyczną 4 prądu zmiennego i wyposażona w jednostkę centralną 5, ładująco-sterującą szynę 6 oraz akumulator 7. Jednostka centralna 5, pełniąca rolę rozdzielacza energii jest połączona z ładująco-sterującą ramą 6, a także z akumulatorem 7, zasilanym prądem stałym, przekształconym przez przetwornicę 8, wbudowaną w zespół pomiędzy punktem poboru zasilania z sieci energetycznej 4 a jednostką centralną 5. Prąd stały zasilający ładująco-sterującą szynę 6 jest prądem stałym przekształconym z prądu zmiennego, dostarczanego z sieci energetycznej 4. Częściowo prąd stały jest z energii elektrycznej pochodzącej z alternatywnych źródeł zasilania, podłączonych do akumulatora 7. Tymi alternatywnymi źródłami energii elektrycznej są panele elektrowoltaniczne 9 i generatory wiatrowe 10.

Ładująco-sterująca szyna 6 jest wyposażona w zintegrowane przewody ładowania 11, wyprowadzone w każdym porcie ładowania 12 oraz w kasetonie ładującego regału 13. Zintegrowane przewody zasilania 11 są zakończone bezpiecznym wtykiem 14, pełniącym oprócz funkcji ładowania funkcję zabezpieczenia. Poprzez jednostkę centralną 5 jest połączony z zespołem alarmowym 15, uruchamianym w sytuacji nieautoryzowanego odłączenia przewodu 11 lub jego przecięcia. Zespół alarmowy 15 jest uruchamiany także w sytuacji nielegalnego podłączenia przewodu ładowania 11, gdy użytkownik nie będzie wcześnie] zarejestrowany w systemie, obsługującym zespół. Nie będzie miał loginu ani hasła dostępu.

Wynalazek przewiduje różne możliwości rejestracji w systemie, uzyskania loginu i hasła dostępu, umożliwiającego ładowanie pojazdu, wymianę akumulatora, a w razie potrzeby wypożyczenie pojazdu lub naprawę. Uzyskanie dostępu jest możliwe poprzez wykupienie abonamentu i rejestrację na stronie internetowej systemu lub poprzez rejestrację w terminalu 16 punktu obsługi klienta albo aplikację na dowolnym urządzeniu przenośnym 17, podłączonym do Internetu, ewentualnie poprzez aplikację przy zakupie pojazdu.

Stacja 1 zespołu, zgodnie z wynalazkiem ma formę wolnostojącej wiaty, zasilanej ze stałego przyłącza lub gniazda 380 V 32A. Ma ona 10 portów ładowania 12 z możliwością rozbudowy o kolejne porty. Stacja 1 jest wyposażona w ładujący regał 13 akumulatory 18, podłączony do ładująco-sterującej ramy 6. Ładujący regat 13 jest zbudowany z rozmieszczonych jeden na drugim kasetonów 19 zamykanych automatycznie. Część kasetonów 19 jest przeznaczona do umieszczania rozładowanych akumulatorów 18, pozostawianych przez użytkowników do naładowania. Dotyczy to użytkowników, którym brak czasu na oczekiwanie na naładowanie akumulatorów w porcie 12. Wyładowany akumulator 18 jest wymontowywany z pojazdu i na jego miejsce montuje się akumulator 18 naładowany. Wyładowany akumulator 18 umieszcza się w kasetonie 19 ładującego regału 13 i ładuje energią dostarczaną zintegrowanym przewodem ładowania 11 doprowadzonym do ładującego regalu 13 z ładująco-sterującej szyny 6. Stacja 1 systemu jest całodobowo monitorowana za pomocą systemu monitoringu wraz z kamerą 20, połączonymi poprzez jednostką centralną 5 z serwerem 3.

PL 228 532 B1

Claims (8)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Zespół samoobsługowych stacji ładowania i wypożyczania pojazdów elektrycznych, znamienny tym, że jest utworzony z wchodzących w jego skład stacji (1), podłączonych do wspólnego serwera (3), przy czym każda stacja (1) jest połączona z siecią energetyczną (4) prądu zmiennego i wyposażona w jednostkę centralną (5), łączącą się z ładująco-sterującą szyną (6) oraz akumulatorem (7), którego prądem, przekształconym przez przetwornicę (8) wbudowaną pomiędzy punktem zasilania z sieci energetycznej (4) a jednostką centralną (5) jest zasilana ładująco-sterująca szyna (6), wyposażona w zintegrowane przewody ładowania (11) z bezpiecznym wtykiem (14), wyprowadzone w każdym porcie ładowania (12) oraz w ładującym regale (13), przy czym zintegrowane przewody ładowania (11) z bezpiecznym wtykiem (14) są objęte funkcją alarmu.
2. 2. Zespół według zastrz. 1, znamienny tym, że ładujący regał (13) jest zbudowany z rozmieszczonych jeden na drugim kasetonów (19).
3. 3. Zespół według zastrz. 1, znamienny tym, że zintegrowane przewody zasilania (11), zakończone bezpiecznym wtykiem (14) są połączone z serwerem (3) za pośrednictwem jednostki centralnej (5) oraz ładująco-sterującej szyny (6) z zespołem alarmowym (15), przy czym stacje (1) są wyposażone w system monitoringu wraz z kamerą (20).
4. 4. Zespół według zastrz. 1, znamienny tym, że stacje (1) są montowane na ścianie budynku lub mają postać wolnostojącej wiaty, zasilanej ze stałego przyłącza lub z gniazda sieci energetycznej (4).
5. 5. Zespół według zastrz. 1, znamienny tym, że stacja (1) posiada korzystnie 10 portów ładowania (12) z możliwością rozbudowy o kolejne porty.
6. 6. Zespół według zastrz. 1, znamienny tym, że jego stacje (1) podłączone do wspólnego serwera (3) są usytuowane na terenie aglomeracji miejskich, rozmieszczone w różnych, odległych od siebie miejscach.
7. 7. Zespół według zastrz. 1, znamienny tym, że dostarczany z sieci energetycznej (4) prąd zmienny, przekształcony na prąd stały, okresowo i w części pochodzi z alternatywnych źródeł zasilania, w postaci paneli elektrowoltanicznych (9) i generatorów wiatrowych (10).
8. 8. Zespół według zastrz. 1, znamienny tym, że korzystanie ze stacji (1) wymaga wcześniejszego zarejestrowania w systemie zarządzanym przez serwer (3) i wyboru abonamentu użytkownika, poprzez rejestrację w terminalu (16) stacji lub na dowolnym elektronicznym urządzeniu przenośnym (17).