WO2012139853A1 - Ladestation zum laden eines speichers für elektrische energie, insbesondere in einem elektrofahrzeug - Google Patents

Ladestation zum laden eines speichers für elektrische energie, insbesondere in einem elektrofahrzeug Download PDF

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WO2012139853A1
WO2012139853A1 PCT/EP2012/054753 EP2012054753W WO2012139853A1 WO 2012139853 A1 WO2012139853 A1 WO 2012139853A1 EP 2012054753 W EP2012054753 W EP 2012054753W WO 2012139853 A1 WO2012139853 A1 WO 2012139853A1
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charging station
safety
charging
switch
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Stefan Ferber
Carsten Merkle
Joerg HUBSCHNEIDER
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Robert Bosch Gmbh
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Definitions

  • the invention relates to a charging station for charging a memory for electrical energy, in particular in an electric vehicle according to the preamble of the independent claim.
  • a charging station for a storage for electrical energy is known for example from DE 10 2009 034 887 AI, wherein a safety device for monitoring the electrical current flow is provided.
  • a fuse may be, for example, a fault current switch or an overcurrent switch.
  • the charging station according to the invention for charging a memory for electrical energy has the advantage that a first safety device and a second safety device are provided which have a different safety threshold.
  • the first safety device has a sensitive safety threshold as the second safety device.
  • it is furthermore provided that when the first safety device is triggered, it can be reset locally while the second safety device can only be reset by triggering an external service intervention, ie can be brought into a state in which a charging current is permitted again.
  • the external service intervention can not be done by the user of the charging station, the charging station itself or by the Electric vehicle or storage for the electrical energy done. It creates a very secure charging station that allows a local response to errors.
  • a fault has been detected locally in the charging station, it can also be remedied locally by the charging station or the user or the storage facility for the electrical energy or the electric vehicle. Only if the safety thresholds of the second safety device are exceeded, an external service intervention is required. It is created as a charging station, which is also very safe and on the other hand has a high availability, since any errors can be corrected locally. This improves both the safety and the operational readiness of the charging station.
  • the first and the second safety device measure the same current characteristic, ie if the first and second safety device are of similar design.
  • the first and second safety device may be configured as a fault current switch or overcurrent switch.
  • the safety threshold of the first safety device can in particular also be dynamically adaptable. It is thus possible to take into account an adaptation of the safety threshold to the respective expected operating state when charging the storage for the electrical energy. For example, an adaptation to the respective temperature of the memory for the electrical energy can be made to the type of motor vehicle, to the type of electrical connection line or it can be provided at the beginning of a different charging safety threshold than in the further course of the charging process.
  • the charging station is particularly simple in that a safety processor is provided which evaluates the signals from current sensors. It is thus created a particularly simple charging station, which also opens the possibility to perform static or dynamic adjustments by simple programming of the security threshold.
  • This safety controller may then also cause the charging current to be restarted, in particular in response to a program executing a particular test procedure to determine whether reclosing the charging current is permitted or not.
  • the safety controller can store data with the memory for the electrical energy. or an electric vehicle in which this storage is installed.
  • the safety controller can read input from a user or to carry out other measurements.
  • the safety controller only causes a reconnection of the charging current, if previously a release of a higher-level body was obtained.
  • FIG. 1 shows an overall view of a charging station during a charging process of an electric vehicle
  • FIG. 2 is a block diagram of the charging station according to the invention.
  • FIG. 3 details of the charging station with a security processor.
  • FIG. 1 shows schematically a charging station for charging an accumulator for electrical energy, which is used in the representation of FIG. 1 for charging a battery or rechargeable battery of an electric vehicle 100.
  • the charging station 1 is connected via an electrical connection line 2 to the battery of the electric vehicle 100 or to a corresponding charging connection of the electric vehicle.
  • the electrical connection line 2 is formed in the manner of a cable.
  • all forms of electrical connection lines are conceivable, for example rigid connection line elements or even wireless electrical connection lines, for example via a magnetic field.
  • the electrical connection conductor 2 is provided by the electric vehicle and is connected to a corresponding terminal of the charging station.
  • Such charging stations 1 are used for charging a plurality of different electric energy storage devices having different characteristics and different maintenance statuses. Furthermore, such charging stations can be operated incorrectly by users or there may be an attempt to manipulate such charging stations. Furthermore, the charging stations can be exposed to different weather conditions, such as rain. It can also lead to vandalism in which parts of the charging station are damaged or dirty. For all the above reasons, there is an increased demand for securing the electric current flow of such a charging station 1 to damage the charging station, an electrical connection line 2, a memory for the electrical energy or a user safely exclude.
  • a charging station which has a first safety device 11 and a second safety device 12, as shown in FIG.
  • FIG. 2 shows a block diagram of the internal structure of the charging station 1.
  • the electrical connection line 2 is connected to a first safety device 11.
  • the first safety device 11 is connected via electrical lines 13 to the second safety device 12.
  • the second safety device 12 is connected to a mains connection 3.
  • the first safety device 11 is connected to a communication controller 4.
  • a data line 5, in particular a bus system is provided between the communication controller 4 and the first safety device 11.
  • a charging current which is discharged from the charging station 1 via the electrical connection line 2, must flow completely through the first safety device 11.
  • the safety device 11 receives the entire power from the second safety device 12 via the connection line 13.
  • the second safety device 12 receives the entire electrical current from the power supply 3.
  • Each of the two safety devices 11 and 12 can the flow of current between the power supply 3 and the electrical supply line 2 interrupt and thus prevent further flow of current through the electrical connection line 2.
  • the first safety device 11 and the second safety device 12 differ with regard to the respective Used safety thresholds and with respect to the resiliency, ie under what conditions the first safety device 11 and the second safety device 12 from a tripped state (in which no more current flow via the electrical connection conductor 2) can be reset, ie brought into a state can be, in which a current via the electrical connection conductor 2 takes place.
  • the second security device 12 is a conventional security device, typically with fixed security thresholds, and it is not intended that the second security device 12 be reset at the local level.
  • the first safety device 11 is such that the decision to reset the triggered safety device 11 can be taken locally, ie either in the charging station 1 itself or by an operator of the charging station 1. Alternatively, this decision can also be made by memory for the electrical energy or the electric vehicle are taken or arranged.
  • the second safety device 12 is typically designed as a normal power fuse.
  • a normal power fuse consists for example of two different fuses, an overcurrent protection and a residual current fuse.
  • the overcurrent protection the height of the current flow is evaluated and, if an admissible current flow is exceeded (possibly per time), the circuit is prevented and further flow of current is prevented.
  • Such fuses are designed, for example, as fuses or circuit breakers (in the English language MCB (Miniature Circuit Breaker)). Such fuses will trip if a given current load is too high for a given period of time or if there is a short circuit between the lines.
  • the second safety device 12 may still contain a fault current switch.
  • the second safety device 12 may include both a residual current circuit breaker, as well as an overcurrent fuse or only one each of these fuse elements. It is essential that when a second safety device is triggered, the charging station 1 or a normal user of the charging station 1 can not switch on the current flow once interrupted by the second safety device 12. This can only be done by an operator of the charging station 1, for example a power grid operator. For this purpose, either a service technician will visit the charging station 1 and, with technical facilities that are not available to a normal user, bring the second safety device 12 back into a conductive state by allowing current to flow between the network 3 and the electrical connection line 2 ,
  • the first safety device 11 may have the same type of current fuse as the second safety device 12.
  • the term similar here is understood to mean a current fuse which has the same effect as the current fuses of the second safety device 12.
  • Typical current fuses which are also arranged in the first safety device 11, are again a fault current switch or an overcurrent switch.
  • These similar current fuses can be realized with other technical means and also have other safety thresholds.
  • the safety thresholds of the first safety device 11 are made more sensitive than the safety thresholds of the second safety device 12. This is also useful because triggering the second safety device always requires an external intervention, while resetting the first safety device 11 also locally in the charging station 1 can be done. The local resetting of the first security device 11 can also take place in interaction with the communication controller 4.
  • the communication controller 4 is provided to facilitate communication between a user of the charging station. tion 1 and an operator of the charging station. For example, this can be used to identify a user of the charging station 1 and forward his data, for example, the current drain to the operator of the charging station 1 in order to carry out a corresponding billing of the withdrawn amount of electricity. Furthermore, the resetting of the first safety device 11 can take place by means of a specific test procedure. The test method can be carried out, for example, by processing a corresponding test program in the first safety device 11 or else in the communication controller 4. Furthermore, the communication controller 4 can be used for communication with a user of the charging station 1 or an operator of the charging station 1.
  • the user may be requested to perform certain test steps on the electrical connection line 2 or the electric vehicle 100 and to confirm the execution of these test steps.
  • the user may be requested to check the electrical connection line and its correct connection to the electric vehicle 100. Only when the user confirms that he has made this check, then a reset of the first safety device 11 and it is again attempted to load the memory for the electrical energy, which is arranged in the electric vehicle 100, with a corresponding current.
  • a whole series of electric vehicles may experience typical faults.
  • the communication controller If an error is detected when loading a corresponding electric vehicle by the first safety device 11, it can be checked by the communication controller and a corresponding communication with the operator of the charging stations 1, whether it is such an electric vehicle in which typically such errors occur , Possibly. can then be made available for the charging current provided strength and only then takes place a reset of the first safety device 11th Since the first safety device 11 is reset at the local level, ie either from the charging station 1 or a user of the charging station or due to data generated by the electric vehicle 100 or due to data generated by the electric energy storage device. can, so is a decentralized remedy a fault during the charging process possible. As a result, a very simple rectification of a fault in the charging process leading to inadmissible charging currents is possible.
  • Triggering the second safety device 12, which indeed requires external intervention, should therefore be avoided as far as possible.
  • the safety thresholds for triggering the first safety device 11 are designed to be more sensitive than the safety thresholds for triggering the second safety device 12.
  • the second safety device 12 should only be triggered if such a serious disturbance occurs at the charging station 1 in that it is no longer able to interrupt the charging current.
  • the communication controller 4 initiate communication with the electric vehicle and thus query what type of memory used for the electrical energy or other relevant data. Depending on these data, it can then be decided in the charging station 1 with which safety threshold the first safety device 11 is to be operated.
  • the communication controller 4 can also be used to obtain other information that is necessary for operation of the charging station 1 or for the operation of the first security device 11. In particular, it does not make sense to try once again to trigger the charging process once the first safety device 11 has been triggered, but to carry out a check.
  • a check may consist in that the communication controller 4 communicates with the electric vehicle 100 or the memory for the electrical energy contained therein and then, depending on this data, decides whether the triggered first safety device 11 should be reset again. For example, it can be determined what temperature the storage for the electrical energy in the electric vehicle 100 has.
  • a waiting time for the resetting of the safety device 11 can then be waited for or a charging process can be omitted until the storage for the electrical energy has reached a predetermined temperature again.
  • the user of the charging station 1 typically the driver of the electric vehicle
  • certain verification actions This can be, for example, that it is checked whether the electrical connection line 2 is correctly connected to the electric vehicle 100 and the memory for the electrical energy. Only when the user inputs that he has made this check, then a reset of the first safety device 11 is made.
  • the communication controller 4 fetches information about the electric vehicle 100 or the memory for the electrical energy. This may be, for example, the reading of an identification of the electric vehicle 100 or the memory for the electrical energy and then to query a database, whether with this vehicle or this memory problems have already occurred in the past or whether this type of vehicle or This type of memory, for example, depending on a specific operating time technical problems. It can then be responded to, for example, in which only a lower charging current is allowed or the user is asked to visit a workshop.
  • the first safety device 11 Details of the first safety device 11 are still shown in FIG. In the figure 3, three live lines 20 and a neutral line 21 are shown. These are connected to the power grid 3. These are three phases of a three-phase line and a corresponding neutral line. These three live wires 20 and the neutral wire 21 are passed through the second safety device 12 to the first safety device 11. In the first safety device 11, the three live wires 20 are passed through current sensors 22. In the current sensors 22, the current flow through the voltage-carrying measured through the lines 20. This measurement signal is given via corresponding data lines to a safety controller 30, which is designed as a conventional microcontroller. The current measurement data of the current sensors 22 are either converted into digital signals in the current sensors or analog-digital in the safety controller 30.
  • the further processing of the measured values of the current sensors 22 then takes place digitally in the safety controller 30 by means of a corresponding program.
  • the live lines 20 and the neutral line 21 are passed through a fault current sensor 23.
  • This fault current sensor 23 is a conventional fault current sensor, which measures a difference between the current flow through the live lines 20 to the supply line 2 and thus to the vehicle 100 and the flow flowing back from the connecting line 2 via the neutral line 21.
  • the fault current sensor 23 outputs a signal indicating the difference between the flowing and the returning current.
  • This current is converted to analog / digital either in the fault current sensor 23 or in an analog / digital converter of the security controller 30, so that the further internal processing in the security controller 30 takes place digitally.
  • a switch 24 Downstream of the fault current sensor 23 is a switch 24 through which all voltage-carrying lines 20 and also the neutral line 21 can be interrupted. It can be done as a clear separation of the live wires 20 and neutral 21 of the electrical connection line 2.
  • this switch 24 is shown in the open state. The operation of the switch 24 is effected by an output signal of the safety controller 30, which is given by the safety controller 30 via the line 25 to the switch 24.
  • the connecting line 5 to the communication controller 4 of Figure 2 is still shown in Figure 5, wherein this connection between the security controller 30 and the communication controller 4 is made.
  • the safety controller 30 is able to process a safety program and to decide whether the switch 24 is opened or closed. It is based both on data of the current sensors 22, as well as data of the fault current sensor 23, as well as on data, which he receives from the communication controller 4.
  • a corresponding program in the safety controller 30 thus the various methods be realized as a hedge of the charging station 1 takes place.
  • a variable distribution of the decision strategy, whether the switch 24 is triggered or not are also divided between the safety controller 30 and the communication controller 4 variable. Part of the decision-making process can take place in the communication controller 4 and part of the decision-making process in the security controller 30 or else in only one of these controllers.
  • the safety controller 30 may also have a further data line 26 which is provided for communication with the electric vehicle 100 or with the memory for the electrical energy or with the electrical connection conductor 2.
  • the safety controller 30 can read in data with which it is determined with which current the electrical charging process should take place. Coding of the electrical connection conductor 2, for example, in a specially designed plug form, which forms a mechanical coding, or a coding by resistors, which form an electrical coding, can be particularly simple. But it can also be stored in the electric vehicle 100 according to information that can be read by the security controller 30. Instead of the data line 26, communication can also take place through the actual connection lines 2. In such a case, the additional data line 26 is not required. Even if the query of the information is first carried out by the security controller 30, this information can also be forwarded to the communication controller 4, since the decision process can be arbitrarily divided between these two controllers 4, 30.

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Abstract

Es wird eine Ladestation (1) zum Laden eines Speichers für elektrische Energie, insbesondere in einem Elektrofahrzeug (100) vorgeschlagen. Die Ladestation (1) weist eine erste Sicherheitsvorrichtung und eine zweite Sicherheitsvorrichtung auf. Eine Sicherheitsschwelle der ersten Sicherheitsvorrichtung ist empfindlicher als eine Sicherheitsschwelle der zweiten Sicherheitsvorrichtung. Bei einer Auslösung der ersten Sicherheitsvorrichtung ist die Sicherheitsvorrichtung durch einen Benutzer der Ladestation (1), oder die Ladestation (1) oder durch den Speicher für elektrische Energie zurücksetzbar. Die zweite Sicherheitsvorrichtung ist nach einer Auslösung nur durch einen externen Serviceeingriff möglich.

Description

Beschreibung Titel
Ladestation zum Laden eines Speichers für elektrische Energie, insbesondere in einem Elektrof ahrzeug
Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einer Ladestation zum Laden eines Speichers für elektrische Energie, insbesondere in einem Elektrofahrzeug nach der Gattung des unabhängigen Patentanspruchs. Eine Ladestation für einen Speicher für elektrische Energie ist beispielsweise aus der DE 10 2009 034 887 AI bekannt, wobei eine Sicherungseinrichtung zur Überwachung des elektrischen Stromflusses vorgesehen ist. Bei einer derartigen Sicherung kann es sich beispielsweise um einen Fehlerstromschalter oder einen Überstromschalter handeln.
Vorteile der Erfindung
Offenbarung der Erfindung
Die erfindungsgemäße Ladestation zum Laden eines Speichers für elektrische Energie weist demgegenüber den Vorteil auf, dass eine erste Sicherheitsvorrichtung und eine zweite Sicherheitsvorrichtung vorgesehen sind, die eine unterschiedliche Sicherheitsschwelle aufweisen. Dabei weist die erste Sicherheitsvorrichtung eine empfindliche Sicherheitsschwelle auf als die zweite Sicherheitsvorrichtung. Erfindungsgemäß ist weiterhin vorgesehen, dass bei einer Auslösung der ersten Sicherheitsvorrichtung , diese lokal zurücksetzbar ist während die zweite Sicherheitsvorrichtung bei einer Auslösung nur durch einen externen Serviceeingriff zurücksetzbar ist, d.h. in einen Zustand gebracht werden kann, in dem wieder ein Ladestrom zugelassen wird. Der externe Serviceeingriff kann nicht durch den Benutzer der Ladestation, die Ladestation selbst oder durch das Elektrofahrzeug bzw. den Speicher für die elektrische Energie erfolgen. Es wird so eine besonders sichere Ladestation geschaffen, die eine lokale Reaktion auf Fehler ermöglicht. Wenn ein Fehler lokal in der Ladestation festgestellt wurde, so kann diese auch lokal durch die Ladestation oder den Benutzer oder den Speicher für die elektrische Energie oder das Elektrofahrzeug behoben werden. Nur wenn die Sicherheitsschwellen der zweiten Sicherheitseinrichtung überschritten werden ist ein externer Serviceeingriff erforderlich. Es wird so eine Ladestation geschaffen, die gleichzeitig besonders sicher ist und zum anderen eine hohe Verfügbarkeit aufweist, da eventuell auftretende Fehler lokal behoben werden können. Es wird so sowohl die Sicherheit wie auch die Betriebsbereitschaft der Ladestation verbessert.
Weitere Vorteile und Verbesserungen ergeben sich durch die Maßnahmen der abhängigen Patentansprüche. Vorteilhaft ist, wenn die erste und die zweite Sicherheitseinrichtung die gleiche Stromcharakteristik messen, d. h. wenn die erste und zweite Sicherheitseinrichtung gleichartig ausgebildet sind. Beispielsweise können die erste und zweite Sicherheitsvorrichtung als Fehlerstromschalter oder Überstromschalter ausgebildet sein. Die Sicherheitsschwelle der ersten Sicherheitsvorrichtung können insbesondere auch dynamisch anpassbar sein. Es kann so eine Anpassung der Sicherheitsschwelle an den jeweils zu erwartenden Betriebszustand beim Laden des Speichers für die elektrische Energie berücksichtigt werden. Beispielsweise kann eine Anpassung an die jeweilige Temperatur des Speichers für die elektrische Energie erfolgen, an den Typ des Kraftfahrzeugs, an den Typ der elektrischen Verbindungsleitung oder aber es kann zu Beginn eines Ladevorgangs eine andere Sicherheitsschwelle vorgesehen werden als im weiteren Verlauf des Ladevorgangs. Besonders einfach wird die Ladestation ausgebildet, indem ein Sicherheitsprozessor vorgesehen ist, der die Signale von Stromsensoren auswertet. Es wird so eine besonders einfache Ladestation geschaffen, die zudem die Möglichkeit eröffnet, durch einfache Programmierung Anpassungen der Sicherheitsschwelle statisch oder dynamisch vorzunehmen. Dieser Sicherheitscontroller kann dann auch ein Wiedereinschalten des Ladestroms veranlassen, insbesondere in Abhängigkeit von einem Programm, welches ein bestimmtes Prüfverfahren abarbeitet, um zu bestimmen, ob ein Wiedereinschalten des Ladestroms zulässig ist oder nicht. Zu diesem Zweck kann der Sicherheitscontroller Daten mit dem Speicher für die elektrische Ener- gie bzw. einem Elektrofahrzeug, in dem dieser Speicher eingebaut ist, austauschen. Alternativ ist es auch möglich, dass der Sicherheitscontroller Eingaben eines Benutzers einliest oder aber sonstige Messungen vornimmt. Weiterhin kann auch noch vorgesehen werden, dass der Sicherheitscontroller erst dann ein Wiedereinschalten des Ladestroms veranlasst, wenn vorher eine Freigabe einer übergeordneten Stelle eingeholt wurde.
Zeichnungen
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
Figur 1 eine Gesamtansicht einer Ladestation bei einem Ladevorgang eines Elektrofahrzeugs,
Figur 2 ein Blockdiagramm der erfindungsgemäßen Ladestation und
Figur 3 Details der Ladestation mit einem Sicherheitsprozessor.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
In der Figur 1 wird schematisch eine Ladestation zum Laden eines Speichers für elektrische Energie gezeigt, die in der Darstellung der Figur 1 zum Laden einer Batterie oder Akkumulators eines Elektrofahrzeugs 100 verwendet wird. Dazu ist die Ladestation 1 über eine elektrische Verbindungsleitung 2 mit der Batterie des Elektrofahrzeugs 100 bzw. einem entsprechenden Ladeanschluss des Elektrofahrzeugs verbunden. Der Darstellung der Figur 1 ist die elektrische Verbindungsleitung 2 in der Art eines Kabels ausgebildet. Alternativ sind aber alle Formen von elektrischen Verbindungsleitungen denkbar, beispielsweise starre Ver- bindungsleitungselemente oder auch drahtlose elektrische Verbindungsleitungen, beispielsweise über ein Magnetfeld. Es ist auch möglich dass der elektrische Verbindungsleiter 2 von dem Elektrofahrzeug gestellt wird und mit einem entsprechenden Anschluss der Ladestation verbunden wird. Derartige Ladestationen 1 werden zum Aufladen einer Vielzahl von unterschiedlichen Speichern für elektrische Energie mit unterschiedlichen Eigenschaften und unterschiedlich gutem Wartungszustand verwendet. Weiterhin können derartige Ladestationen von Benutzern fehlerhaft bedient werden oder es kann der Versuch vorkommen, derartige Ladestationen zu manipulieren. Weiterhin können die Ladestationen unterschiedlichen Witterungseinflüssen ausgesetzt sein, beispielsweise Regen. Weiterhin kann es zu Vandalismus kommen, bei dem Teile der Ladestation beschädigt oder verschmutzt werden. Aus all den vorgenannten Gründen besteht ein erhöhter Bedarf der Absicherung des elektrischen Stromflusses einer derartigen Ladestation 1 um Beschädigungen der Ladestation, einer elektrischen Verbindungsleitung 2, eines Speichers für die elektrische Energie oder eines Nutzers sicher auszuschließen.
Erfindungsgemäß wird daher eine Ladestation vorgesehen, die eine erste Sicherheitsvorrichtung 11 und eine zweite Sicherheitsvorrichtung 12 aufweist, wie dies in der Figur 2 gezeigt wird.
Figur 2 zeigt als Blockschaltbild den inneren Aufbau der Ladestation 1. Die elektrische Verbindungsleitung 2 ist mit einer ersten Sicherheitsvorrichtung 11 verbunden. Die erste Sicherheitsvorrichtung 11 ist über elektrische Leitungen 13 mit der zweiten Sicherheitseinrichtung 12 verbunden. Die zweite Sicherheitseinrichtung 12 ist mit einem Netzanschluss 3 verbunden. Weiterhin ist die erste Sicherheitseinrichtung 11 mit einem Kommunikationscontroller 4 verbunden. Dazu ist zwischen dem Kommunikationscontroller 4 und der ersten Sicherheitseinrichtung 11 eine Datenleitung 5, insbesondere ein Bussystem vorgesehen. Ein Ladestrom, der von der Ladestation 1 über die elektrische Verbindungsleitung 2 abgegeben wird, muss vollständig durch die erste Sicherheitsvorrichtung 11 hindurchfließen. Die Sicherheitsvorrichtung 11 erhält den gesamten Strom von der zweiten Sicherheitsvorrichtung 12 über die Verbindungsleitung 13. Die zweite Sicherheitsvorrichtung 12 erhält den gesamten elektrischen Strom vom Netzanschluss 3. Jede der beiden Sicherheitsvorrichtungen 11 und 12 kann den Strom- fluss zwischen dem Netzanschluss 3 und der elektrischen Versorgungsleitung 2 unterbrechen und so einen weiteren Stromfluss über die elektrische Verbindungsleitung 2 verhindern. Die erste Sicherheitsvorrichtung 11 und die zweite Sicherheitsvorrichtung 12 unterscheiden sich jedoch hinsichtlich der jeweils ver- wendeten Sicherheitsschwellen und bezüglich der Rücksetzbarkeit, d. h. unter welchen Bedingungen die erste Sicherheitsvorrichtung 11 bzw. die zweite Sicherheitsvorrichtung 12 von einem ausgelösten Zustand (in dem kein Strom- fluss mehr über den elektrischen Verbindungsleiter 2 erfolgt) wieder zurückgesetzt werden kann, d.h. in einen Zustand gebracht werden kann, in dem ein Strom über den elektrischen Verbindungsleiter 2 erfolgt. Bei der zweiten Sicherheitsvorrichtung 12 verhält es sich so, dass es sich dabei um eine übliche Sicherheitsvorrichtung handelt, typischer Weise mit fest vorgegebenen Sicherheitsschwellen und es ist nicht vorgesehen, dass die zweite Sicherheitsvorrichtung 12 auf lokaler Ebene zurückgesetzt werden kann. Dies bedeutet, dass die Entscheidung, das die ausgelöste Sicherheitsvorrichtung 12 wieder einen Strom- fluss zulässt, nicht in der Ladestation 1 bzw. von einem Bediener der Ladestation 1 gefällt werden kann, bzw. dass dazu ein externer Serviceeingriff erforderlich ist. Unter einem externen Serviceeingriff ist eine Entscheidung außerhalb der Ladestation 1 zu verstehen, beispielsweise bei einem Betreiber der Ladestation 1, mit dem dann entsprechend in Kontakt getreten werden muss. Bei der ersten Sicherheitsvorrichtung 11 verhält es sich so, dass die Entscheidung zum Zurücksetzen der ausgelösten Sicherheitsvorrichtung 11 auf lokaler Ebene getroffen werden kann, d. h. entweder in der Ladestation 1 selbst oder durch einen Bediener der Ladestation 1. Alternativ kann diese Entscheidung auch durch en Speicher für die elektrische Energie oder das Elektrofahrtzeug getroffen oder veranlasst werden.
Die zweite Sicherheitsvorrichtung 12 ist typischer Weise als normale Stromsicherung ausgebildet. Eine derartige normale Stromsicherung besteht beispielsweise aus zwei unterschiedlichen Sicherungen, einer Überstromsicherung und einer Fehlerstromsicherung. Bei der Überstromsicherung wird die Höhe des Stromflusses ausgewertet und es wird beim Überschreiten eines zulässigen Stromflusses (ggf. pro Zeit) der Stromkreis unterbunden und ein weiteres Fließen von Strom verhindert. Derartige Sicherungen sind beispielsweise als Schmelzsicherungen oder als Leitungsschutzschalter (im englischen Sprachgebrauch MCB (Miniature Circuit Breaker)) ausgebildet. Derartige Sicherungen lösen aus, wenn eine vorgegebene Strombelastung für einen vorgegebenen Zeitraum zu hoch ist oder wenn ein Kurzschluss zwischen den Leitungen auftritt. Weiterhin kann die zweite Sicherheitsvorrichtung 12 noch einen Fehlerstromschalter enthalten. Bei einem derartigen Fehlerstromschalter wird gemessen, ob der Strom in die eine Richtung dem Strom entspricht, der aus dieser Richtung zurückfließt. Wenn zwischen diesen beiden Strömen ein zu großer Unterschied besteht, so wird vermutet, dass ein Teil des Stromflusses an anderer Stelle gegen Erde fließt, beispielsweise durch den Körper eines Menschen. Typische Fehlerstromschalter lösen bei einer Stromdifferenz von ca. 30 mA aus. Die zweite Sicherheitsvorrichtung 12 kann sowohl einen Fehlerstromschutzschalter, wie auch eine Überstromsicherung oder nur jeweils eins dieser Sicherungselemente enthalten. Wesentlich ist, dass bei einer Auslösung der zweiten Sicherheitsvorrichtung die Ladestation 1 oder ein normaler Benutzer der Ladestation 1 den einmal durch die zweite Sicherheitsvorrichtung 12 unterbrochenen Stromfluss nicht wieder einschalten kann. Dies kann nur durch einen Betreiber der Ladestation 1, beispielsweise einen Stromnetzbetreiber, erfolgen. Für diesen Zweck wird entweder ein Servicetechniker die Ladestation 1 aufsuchen und mit technischen Möglichkeiten, die einem normalen Benutzer nicht zur Verfügung stehen, die zweite Sicherheitsvorrichtung 12 wieder in einen leitenden Zustand bringen, indem ein Stromfluss zwischen dem Netz 3 und der elektrischen Verbindungsleitung 2 möglich ist.
Anders verhält es sich bei der ersten Sicherheitsvorrichtung 11. Auch die erste Sicherheitsvorrichtung 11 kann gleichartige Stromsicherungen aufweisen, wie die zweite Sicherheitsvorrichtung 12. Unter gleichartig wird hier eine Stromsicherung verstanden, die die gleiche Wirkung hat, wie die Stromsicherungen der zweiten Sicherheitsvorrichtung 12. Typische Stromsicherungen, die auch in der ersten Sicherheitsvorrichtung 11 angeordnet sind, sind wiederum ein Fehlerstromschalter oder ein Überstromschalter. Diese gleichartigen Stromsicherungen können aber mit anderen technischen Mitteln realisiert sein und auch andere Sicherheitsschwellen aufweisen. Insbesondere ist vorgesehen, dass die Sicherheitsschwellen der ersten Sicherheitsvorrichtung 11 empfindlicher ausgestaltet sind als die Sicherheitsschwellen der zweiten Sicherheitsvorrichtung 12. Dies ist auch deswegen sinnvoll, da ein Auslösen der zweiten Sicherheitsvorrichtung immer einen externen Eingriff erfordert, während ein Zurücksetzen der ersten Sicherheitsvorrichtung 11 auch lokal in der Ladestation 1 erfolgen kann. Das lokale Zurücksetzen der ersten Sicherheitsvorrichtung 11 kann auch im Zusammenspiel mit dem Kommunikationscontroller 4 erfolgen. Der Kommunikationscontroller 4 ist vorgesehen, um eine Kommunikation zwischen einem Benutzer der Ladesta- tion 1 und einem Betreiber der Ladestation zu ermöglichen. Beispielsweise kann dies dazu genutzt werden, einen Benutzer der Ladestation 1 zu identifizieren und seine Daten beispielsweise die Stromentnahme an den Betreiber der Ladestation 1 weiterzumelden, um eine entsprechende Abrechnung der entnommenen Strommenge vorzunehmen. Weiterhin kann das Zurücksetzen der ersten Sicherheitsvorrichtung 11 durch Ablauf eines bestimmten Prüfverfahrens erfolgen. Das Prüfverfahren kann beispielsweise durch Abarbeiten eines entsprechenden Prüfprogramms in der ersten Sicherheitsvorrichtung 11 oder aber im Kommunikationscontroller 4 erfolgen. Weiterhin kann der Kommunikationscontroller 4 zur Kommunikation mit einem Benutzer der Ladestation 1 bzw. einem Betreiber der Ladestation 1 verwendet werden. Entsprechend können für die Entscheidung, ob die erste Sicherheitsvorrichtung 11 zurückgesetzt wird, noch weitere Informationen berücksichtigt werden, die von einem Benutzer der Ladestation 1 zur Verfügung gestellt werden oder Informationen, die von einem Betreiber der Ladestation 1 zur Verfügung gestellt werden. Beispielsweise kann der Benutzer aufgefordert werden, bestimmte Prüfschritte an der elektrischen Verbindungsleitung 2 oder dem Elektrofahrzeug 100 vorzunehmen und die Ausführung dieser Prüfschritte zu bestätigen. Beispielsweise kann beim Ansprechen der ersten Sicherheitsvorrichtung 11 der Benutzer aufgefordert werden, die elektrische Verbindungsleitung und deren korrekte Verbindung mit dem Elektrofahrzeug 100 zu überprüfen. Erst wenn der Benutzer bestätigt, dass er diese Prüfung vorgenommen hat, erfolgt dann ein Rücksetzen der ersten Sicherheitsvorrichtung 11 und es wird erneut versucht, den Speicher für die elektrische Energie, der im Elektrofahrzeug 100 angeordnet ist, mit einem entsprechenden Strom zu laden. Weiterhin kann es beim Betrieb von Elektrofahrzeugen auftreten, dass eine ganze Serie von Elektrofahrzeugen typische Fehler zeigt. Wenn beim Laden eines entsprechenden Elektrofahrzeugs durch die erste Sicherheitsvorrichtung 11 ein Fehler festgestellt wird, so kann durch den Kommunikationscontroller und eine entsprechende Kommunikation mit dem Betreiber der Ladestationen 1 überprüft werden, ob es sich um ein solches Elektrofahrzeug handelt, bei dem typischer Weise derartige Fehler auftreten. Ggf. kann dann die für den Ladevorgang zur Verfügung gestellte Stromstärke reduziert werden und erst danach erfolgt ein Rücksetzen der ersten Sicherheitsvorrichtung 11. Da die erste Sicherheitsvorrichtung 11 auf lokaler Ebene, d. h. entweder von der Ladestation 1 oder einem Benutzer der Ladestation oder aufgrund von Daten, die von dem Elektrofahrzeug 100 erzeugt werden oder aufgrund von Daten, die durch den Speicher für elektrische Energie erzeugt werden, zurückgesetzt wer- den kann, ist so eine dezentrale Behebung einer Störung während des Ladevorgangs möglich. Dadurch wird eine sehr einfache Behebung einer Störung des Ladevorgangs der zu unzulässigen Ladeströmen führte, möglich. Ein Auslösen der zweiten Sicherheitsvorrichtung 12, die ja einen externen Eingriff erfordert, sollte daher möglichst vermieden werden. Aus diesem Grunde sind die Sicher- heitsschwellen für die Auslösung der ersten Sicherheitsvorrichtung 11 empfindlicher ausgelegt als die Sicherheitsschwellen für die Auslösung der zweiten Sicherungsvorrichtung 12. Im Wesentlichen soll die zweite Sicherheitsvorrichtung 12 nur dann ausgelöst werden, wenn eine derartig gravierende Störung an der Ladestation 1 auftritt, dass diese nicht mehr selbst in der Lage ist, den Ladestrom zu unterbrechen.
Bei der Auslegung der Sicherheitsschwelle der ersten Sicherheitsvorrichtung 11 können noch weitere Daten, beispielsweise der Typ des Elektrofahrzeugs bzw. der Typ des Speichers für die elektrische Energie berücksichtigt werden. Dazu kann beispielsweise der Kommunikationscontroller 4 eine Kommunikation mit dem Elektrofahrzeug initiieren und so abfragen, welche Art der verwendete Speicher für die elektrische Energie ist oder andere relevante Daten. In Abhängigkeit von diesen Daten kann dann in der Ladestation 1 entschieden werden, mit welcher Sicherheitsschwelle die erste Sicherheitsvorrichtung 11 betrieben werden Soll.
Weiterhin kann der Kommunikationscontroller 4 auch genutzt werden, um andere Informationen zu beschaffen, die für einen Betrieb der Ladestation 1 bzw. für den Betrieb der ersten Sicherheitsvorrichtung 11 notwendig sind. Insbesondere ist es sinnvoll, bei einer Auslösung der ersten Sicherheitsvorrichtung 11 nicht einfach erneut zu versuchen den Ladevorgang fortzusetzen sondern erst eine Überprüfung vorzunehmen. Eine derartige Überprüfung kann darin bestehen, dass der Kommunikationscontroller 4 mit dem Elektrofahrzeug 100 bzw. den darin enthaltenen Speicher für die elektrische Energie kommuniziert und in Abhängigkeit von diesen Daten dann entscheidet, ob die ausgelöste erste Sicherheitsvorrichtung 11 wieder zurückgesetzt werden soll. Beispielsweise kann ermittelt werden, welche Temperatur der Speicher für die elektrische Energie in dem Elektrofahrzeug 100 hat. In Abhängigkeit von dieser Temperatur kann dann eine Wartezeit für das Zurücksetzen der Sicherheitsvorrichtung 11 abgewartet werden öder es kann ein Ladevorgang so lange unterbleiben, bis der Speicher für die elektrische Energie eine vorgegebene Temperatur wieder erreicht hat. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, dass der Benutzer der Ladestation 1 (typischer Weise der Fahrer des Elektrofahrzeugs) aufgefordert wird, bestimmte Überprüfungshandlungen vorzunehmen. Diese kann beispielsweise darin bestehen, dass überprüft wird, ob die elektrische Verbindungsleitung 2 korrekt mit dem Elektrofahrzeug 100 bzw. dem Speicher für die elektrische Energie verbunden ist. Erst wenn der Benutzer eingibt, dass er diese Kontrolle vorgenommen hat, wird dann ein Zurücksetzen der ersten Sicherheitsvorrichtung 11 vorgenommen.
Eine weitere Möglichkeit besteht darin, dass der Kommunikationscontroller 4 Informationen über das Elektrofahrzeug 100 bzw. den Speicher für die elektrische Energie einholt. Dabei kann es sich beispielsweise um das Einlesen einer Identifikation des Elektrofahrzeugs 100 bzw. des Speichers für die elektrische Energie handeln und anschließend um eine Abfrage einer Datenbank, ob mit diesem Fahrzeug oder diesem Speicher bereits in der Vergangenheit Probleme aufgetreten sind oder aber ob dieser Fahrzeugtyp oder dieser Typ von Speicher beispielsweise in Abhängigkeit von einer bestimmten Betriebsdauer technische Probleme bereiten. Es kann darauf dann reagiert werden, in dem beispielsweise nur ein geringerer Ladestrom zugelassen wird oder der Benutzer aufgefordert wird, eine Werkstatt aufzusuchen.
In der Figur 3 werden noch Details der ersten Sicherheitsvorrichtung 11 dargestellt. In der Figur 3 werden drei spannungsführende Leitungen 20 und eine Neutralleitung 21 gezeigt. Diese sind mit dem Stromnetz 3 verbunden. Es handelt sich hier um drei Phasen einer Drehstromleitung und einen entsprechenden Neutralleitung. Diese drei spannungsführenden Leitungen 20 und die Neutralleitung 21 werden durch die zweite Sicherheitsvorrichtung 12 hindurch zur ersten Sicherheitsvorrichtung 11 geführt. In der ersten Sicherheitsvorrichtung 11 werden die drei spannungsführenden Leitungen 20 durch Stromsensoren 22 hindurchgeführt. In den Stromsensoren 22 wird der Stromfluss durch die spannungsführen- den Leitungen 20 hindurchgemessen. Dieses Messsignal wird über entsprechende Datenleitungen an einen Sicherheitscontroller 30, der als üblicher Mikro- controller ausgebildet ist, gegeben. Die Strommessdaten der Stromsensoren 22 werden entweder schon in den Stromsensoren in digitale Signale oder aber im Sicherheitscontroller 30 analog-digital gewandelt. Die weitere Verarbeitung der Messwerte der Stromsensoren 22 erfolgt im Sicherheitscontroller 30 dann digital durch ein entsprechendes Programm. Nach den Stromsensoren 22 werden die spannungsführenden Leitungen 20 und die Neutralleitung 21 durch einen Fehlerstromsensor 23 geführt. Bei diesem Fehlerstromsensor 23 handelt es sich um einen üblichen Fehlerstromsensor, der eine Differenz zwischen dem Stromfluss durch die spannungsführenden Leitungen 20 zur Versorgungsleitung 2 und damit zum Fahrzeug 100 hin und der von der Verbindungsleitung 2 zurückfließenden Strom über die Neutralleitung 21 misst. Der Fehlerstromsensor 23 gibt ein Signal aus, welches die Differenz zwischen dem hinfließenden und zurückfließenden Strom angibt. Dieser Strom wird entweder im Fehlerstromsensor 23 oder aber in einem Analog-/Digital-Wandler des Sicherheitscontrollers 30 Analog/Digital gewandelt, so dass die weitere interne Verarbeitung in dem Sicherheitscontroller 30 digital erfolgt. Dem Fehlerstromsensor 23 nachgeordnet ist ein Schalter 24 durch den alle spannungsführenden Leitungen 20 und auch die Neutralleitung 21 unterbrechbar sind. Es kann so eine klare Trennung der spannungsführenden Leitungen 20 und Neutralleitung 21 von der elektrischen Verbindungsleitung 2 erfolgen. In der Figur 3 wird dieser Schalter 24 im geöffneten Zustand gezeigt. Die Betätigung des Schalters 24 erfolgt durch ein Ausgangssignal des Sicherheitscontrollers 30, welches von dem Sicherheitscontroller 30 über die Leitung 25 an den Schalter 24 gegeben wird. Weiterhin wird in der Figur 5 noch die Verbindungsleitung 5 zum Kommunikationscontroller 4 der Figur 2 gezeigt, wobei diese Verbindung zwischen dem Sicherheitscontroller 30 und dem Kommunikationscontroller 4 besteht.
Der Sicherheitscontroller 30 ist als normaler Mikrocontroller in der Lage ein Sicherheitsprogramm abzuarbeiten und zu entscheiden, ob der Schalter 24 geöffnet oder geschlossen wird. Dabei stützt sich sowohl auf Daten der Stromsensoren 22, wie auch auf Daten des Fehlerstromsensors 23, wie auch auf Daten, die er von dem Kommunikationscontroller 4 erhält. Durch ein entsprechendes Programm im Sicherheitscontroller 30 können somit die verschiedenen Verfahren realisiert werden, wie eine Absicherung der Ladestation 1 erfolgt. Dabei kann aber auch eine variable Aufteilung der Entscheidungsstrategie, ob der Schalter 24 ausgelöst wird oder nicht, auch zwischen dem Sicherheitscontroller 30 und dem Kommunikationscontroller 4 variabel aufgeteilt werden. Teil des Entschei- dungsprozesses kann in dem Kommunikationscontroller 4 und Teil des Entschei- dungsprozesses in dem Sicherheitscontroller 30 oder aber in nur einem dieser Controller erfolgen. Zu diesem Zweck kann der Sicherheitscontroller 30 noch eine weitere Datenleitung 26 aufweisen die zur Kommunikation mit dem Elektro- fahrzeug 100 oder mit dem Speicher für die elektrische Energie oder mit dem elektrischen Verbindungsleiter 2 vorgesehen ist. Durch diese weitere Datenleitung 26 kann der Sicherheitscontroller 30 Daten einlesen mit denen festgelegt wird, mit welchem Strom der elektrische Ladevorgang erfolgen soll. Besonders einfach kann es sich dabei Kodierung des elektrischen Verbindungsleiters 2 beispielsweise in einer besonders ausgebildeten Steckerform, die eine mechanische Kodierung bildet, oder um eine Kodierung durch Widerstände, die eine elektrische Kodierung bilden, handeln. Es kann aber auch in dem Elektrofahrzeug 100 eine entsprechend Information abgelegt sein, die von dem Sicherheitscontroller 30 auslesbar ist. Statt der Datenleitung 26 kann auch eine Kommunikation durch die eigentliche Verbindungsleitungen 2 hindurch erfolgen. In eine solchen Fall ist die zusätzliche Datenleitung 26 nicht erforderlich. Auch wenn die Abfrage der Informationen zunächst durch den Sicherheitscontroller 30 erfolgt kann diese Information auch an den Kommunikationscontroller 4 weitergegeben werden, da der Entscheidungsprozess beliebig zwischen diesen beiden Controllern 4, 30 aufgeteilt sein kann.

Claims

Ansprüche
1. Ladestation zum Laden eines Speichers für elektrische Energie, insbesondere in einem Elektrofahrzeug mit einer Sicherheitsvorrichtung, beispielsweise einem Fehlerstromschalter oder einem Überstromschalter, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste Sicherheitsvorrichtung (11) mit einer ersten Sicherheitsschwelle und eine zweite Sicherheitsvorrichtung (12) mit einer zweiten Sicherheitsschwelle vorgesehen ist, dass die erste Sicherheitsschwelle empfindlicher ist als die zweite Sicherheitsschwelle, dass bei einer Auslösung der ersten Sicherheitsvorrichtung (11) die erste Sicherheitsvorrichtung (11) durch einen Benutzer oder die Ladestation (1) oder durch den Speicher für die elektrische Energie zurücksetzbar ist und dass die zweite Sicherheitsvorrichtung (12) bei einer Auslösung nur durch einen externen Serviceeingriff, der nicht durch den Benutzer der Ladestation (1), die Ladestation (1) oder den Speicher für die elektrische Energie erfolgt, möglich ist.
2. Ladestation nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste
Sicherheitsvorrichtung (11) und die zweite Sicherheitsvorrichtung (12) gleichartig ausgebildet sind.
3. Ladestation nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die erste
Sicherheitsvorrichtung (11) und die zweite Sicherheitsvorrichtung (12) einen Fehlerstromschalter enthalten.
4. Ladestation nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die erste
Sicherheitsvorrichtung (11) und die zweite Sicherheitsvorrichtung (12) einen Überstromschalter enthalten.
5. Ladestation nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Sicherheitsschwelle während eines Betriebs der Ladestation (1) dynamisch festlegbar ist.
6. Ladestation nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Sicherheitscontroller (30) vorgesehen ist, der Signale von Stromsensoren (22, 23) auswertet und anhand der Signale einen Schalter (24) betätigt, durch den ein Ladestrom zum Laden des elektrischen Speichers unterbrechbar ist.
7. Ladestation nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Sicherheitscontroller (30) nach einer Öffnung des Schalters (24) von sich aus ein Schließen des Schalters (24) veranlasst.
8. Ladestation nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Sicherheitscontroller (30) nach einem Öffnen des Schalters (24) erst nach Austausch von Daten mit dem Speicher für die elektrische Energie und Auswertung dieser Daten ein Schließen des Schalters (24) veranlasst.
9. Ladestation nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Sicherheitscontroller (30) nach einem Öffnen des Schalters (24) eine Eingabe eines Benutzers der Ladestation einliest und erst nach Auswertung der Eingabe des Benutzers ein Schließen des Schalters (24) veranlasst.
10. Ladestation nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Sicherheitscontroller (30) nach einer Öffnung des Schalters (24) mit weiteren Stationen außerhalb der ersten Sicherheitseinrichtung (11) kommuniziert und erst nach Auswertung dieser Daten den Schalter (24) wieder schließt.
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4213414A1 (de) * 1992-04-23 1993-10-28 Lech Elektrizitaetswerke Ag Stromladeanlage mit mindestens zwei Stromzapfsäulen zum Aufladen von elektrischen Energiesammlern von elektrogetriebenen Fahrzeugen mit elektrischer Energie
GB2438979A (en) * 2006-06-08 2007-12-12 Elektromotive Ltd Charging station for electric vehicle
WO2011012450A1 (de) * 2009-07-27 2011-02-03 Rwe Ag Einrichtung und verfahren zur bereitstellung elektrischer energie an einen verbraucherstromkreis
DE102009034887A1 (de) 2009-07-27 2011-02-10 Rwe Ag Einrichtung und Verfahren zur Bereitstellung einer Energiemenge in der Ladestation für ein Elektrofahrzeug

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4213414A1 (de) * 1992-04-23 1993-10-28 Lech Elektrizitaetswerke Ag Stromladeanlage mit mindestens zwei Stromzapfsäulen zum Aufladen von elektrischen Energiesammlern von elektrogetriebenen Fahrzeugen mit elektrischer Energie
GB2438979A (en) * 2006-06-08 2007-12-12 Elektromotive Ltd Charging station for electric vehicle
WO2011012450A1 (de) * 2009-07-27 2011-02-03 Rwe Ag Einrichtung und verfahren zur bereitstellung elektrischer energie an einen verbraucherstromkreis
DE102009034887A1 (de) 2009-07-27 2011-02-10 Rwe Ag Einrichtung und Verfahren zur Bereitstellung einer Energiemenge in der Ladestation für ein Elektrofahrzeug

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