WO2020088820A1 - Ladevorrichtung für elektrofahrzeuge - Google Patents

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WO2020088820A1
WO2020088820A1 PCT/EP2019/073092 EP2019073092W WO2020088820A1 WO 2020088820 A1 WO2020088820 A1 WO 2020088820A1 EP 2019073092 W EP2019073092 W EP 2019073092W WO 2020088820 A1 WO2020088820 A1 WO 2020088820A1
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WO
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locking
docking station
charging
module
webs
Prior art date
Application number
PCT/EP2019/073092
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English (en)
French (fr)
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Stefan Helnerus
Christian Müller-Winterberg
Original Assignee
Innogy Se
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Publication date
Application filed by Innogy Se filed Critical Innogy Se
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Publication of WO2020088820A1 publication Critical patent/WO2020088820A1/de
Priority to US17/239,167 priority patent/US20210237598A1/en

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L53/00—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
    • B60L53/30—Constructional details of charging stations
    • B60L53/31—Charging columns specially adapted for electric vehicles
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R13/00—Details of coupling devices of the kinds covered by groups H01R12/70 or H01R24/00 - H01R33/00
    • H01R13/73—Means for mounting coupling parts to apparatus or structures, e.g. to a wall
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0013—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries acting upon several batteries simultaneously or sequentially
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0042—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries characterised by the mechanical construction
    • H02J7/0045—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries characterised by the mechanical construction concerning the insertion or the connection of the batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
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    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/7072—Electromobility specific charging systems or methods for batteries, ultracapacitors, supercapacitors or double-layer capacitors
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02T90/10—Technologies relating to charging of electric vehicles
    • Y02T90/12—Electric charging stations

Definitions

  • the application relates to a charging device for electric vehicles with a charging unit that can be attached to a docking station.
  • the application relates to a charging station with a charging device.
  • the construction of the charging infrastructure is of crucial importance for the nationwide establishment of electromobility. For this purpose, it is particularly necessary to install large numbers of charging stations for electric vehicles in public and partially public spaces.
  • the charging stations should fit into the street scene and are therefore usually designed as charging stations.
  • Charging stations are particularly characterized by a compact design with a small footprint.
  • the charging stations are usually built in a stele-like manner and have integrated or connectable charging electronics for charging an electric vehicle.
  • an electric vehicle is to be understood as a vehicle which can be operated at least partially electrically and which comprises a rechargeable electrical store.
  • the extensive expansion of the charging infrastructure is a key factor in the acceptance of electromobility. Therefore, charging stations have to be installed across the board and in large numbers in a short time. This is a challenge with regard to the design, the construction and the actual installation on site of the charging stations, since the mass use of the charging stations means that they have to be able to be manufactured on an industrial scale and should be particularly easy to install on site, preferably by a single person. This is only partially the case with previous charging stations. On the one hand, on-site assembly is complex and time-consuming.
  • the application is therefore based on the task of a charging device for
  • the task is performed by a
  • the charging device comprises at least one docking station.
  • the charging device comprises at least one charging unit that can be attached to the docking station.
  • a plurality of recesses are provided in the docking station.
  • the charging unit has a plurality of webs that can be inserted into the recesses of the docking station.
  • the webs each have at least one first locking element.
  • the loading device comprises at least one locking module that can be moved between a locking position and an open position.
  • the locking module has a plurality of second ones corresponding to the first locking elements
  • Locking position can be moved In the locking position, the locking module can be moved from the open position to the closed position, in such a way that the second locking elements interact with the first
  • the bars can be positively fixed to the docking station.
  • an easy-to-install charging device for a charging station is provided by the Charging device is formed in a modular manner from a docking station and a charging unit that can be attached to it.
  • the registration enables
  • Locking mechanism an attachment of the charging unit to the docking station in a simple manner.
  • the charging unit can be installed on a docking station in a few simple steps and also by inexperienced users.
  • the connection to the power supply is particularly decoupled from the other charging technology, so that it can be ensured that even laypersons can install charging technology.
  • the possible maintenance and the replacement of charging technology installed in the charging unit which is required, for example due to defects or technology change, are also possible in a simplified manner in the charging device according to the application.
  • the charging device is set up for exchanging electrical energy with electric vehicles and can be installed, in particular, in a charging station when used as intended.
  • a charging device comprises a docking station and a charging unit.
  • the docking station is designed in particular as a connection level.
  • the charging unit is in particular formed as a supply level and can preferably be placed on the docking station.
  • the charging unit can comprise a housing in which the charging technology of the charging unit can be integrated.
  • the housing can preferably be formed by a tub assembly and a cover assembly that can be connected to the tub assembly.
  • the charging technology is connected to an energy supply in the manner of a modular system by mounting or fastening the charging unit to a docking station. This assembly is preferably carried out without tools using the
  • the docking station In order to attach the charging unit to the docking station, the docking station has a plurality of recesses, in particular in the docking station provided openings, on.
  • the charging unit has a plurality of the
  • Recesses corresponding webs Corresponding is to be understood in the present case in particular to mean that the webs are shaped and / or positioned on the loading unit in such a way that they can be inserted or inserted into the recesses (for fastening) of the docking station.
  • a locking module For a (permanent) locking of the charging unit on the docking station, a locking module is provided, which can be moved at least between an open position and a locking position.
  • the locking module interacts with the webs in such a way that they can be inserted into the recesses of the docking station in the open position into a latching position, usually an end position, and are positively fixed on the docking station by moving the locking module into the locking position can.
  • each web has a first locking element for fixing and the locking module has a corresponding plurality of second ones
  • Locking elements each of which corresponds to the respective first locking element.
  • first and second locking elements are shaped in such a way that in the open position the locking elements arranged on the webs can be inserted into the recesses of the docking station until the locking position is reached and interact with the second locking elements in such a way, that moving the locking module into the
  • Locking position is possible and the webs are fixed in this locking position.
  • a first locking element can preferably be locked together with a corresponding second locking element in the locking position.
  • the first locking elements act with the second
  • Loading device can be manufactured in the assembled state.
  • the loading unit can preferably be a
  • Trough assembly and a cover assembly comprise at least one power module can be arranged in the trough assembly.
  • the power module also called HPS (High Power Safety) module, includes in particular components that are necessary for power control and monitoring.
  • a first can also be installed inside the tub assembly
  • Charging control circuit and a charging outlet can be arranged. The in the
  • Components arranged in the tub assembly may be sufficient
  • the tub assembly preferably comprises a base, which can face a protective housing cover of the docking station in the assembled state of the charging device.
  • the side of the tub assembly opposite the floor is preferably essentially closed by the lid assembly.
  • the cover assembly is used in particular to hold at least one
  • Communication module and at least one user interface module.
  • the charging functions of the power module can be expanded and, in particular, extended protocol functionalities can be implemented.
  • a user interface module makes it possible, in particular, to implement interaction with a user.
  • the power module is preferably set up for a communication module and / or a
  • the communication module can optionally be connected to a wide area network connection arranged within the docking station. It can also
  • Communication module can optionally be connected to a connection to a charging network within the docking station.
  • the communication module can also be a
  • Communication in a near field e.g. Bluetooth, WLAN (Wireless Local Area
  • the communication module also called ECU (Electronic Control Unit) module, can act as a control computer and communication gateway.
  • ECU Electronic Control Unit
  • the user interface module also called U1B (user interface board) module, comprises in particular operating and / or display elements, for example at least one display, one touch display, one pictogram, one each
  • the U1B can be modularly connected to the ECU module within the charging unit, a basic function of a U1B exclusively having status LEDs for indicating the operating state as a display element and having at least one of the additional operating and / or display elements mentioned above in an additional configuration and / or can control.
  • the charging unit can be electrically coupled to the docking station via a power connection.
  • a circuit board can be arranged as the main board within the docking station and has the power connection.
  • the circuit board of the main board in the docking station can preferably be floating in a plane parallel to the floor of the docking station and / or parallel to the level of the protective housing cover of the docking station or the HPS module in a plane parallel to the floor of the tub assembly be stored. There can be a functional separation within the docking station
  • a circuit board can be set up as an interface board within the docking station in addition to the main board, on which external board
  • connection sockets Data connections are connected to corresponding connection sockets.
  • Connection sockets can be connected via patch cables, which are inserted into the tub assembly of the charging unit when the charging device is assembled and can be connected there in particular to the ECU module.
  • the interface board preferably has a connection socket which has connections for a general-purpose input / output bus (GPIO) on the one hand and a CAN bus on the other.
  • GPIO general-purpose input / output bus
  • a LAN Local Area Network
  • a LAN Local Area Network
  • the tub assembly is preferably a tub-shaped housing with side walls or a circumferential side wall.
  • the side walls particularly enclose that Power module rotating, preferably completely rotating. This means that the tub assembly can be sealed laterally via the side walls.
  • An outlet for a charging cable can be provided in the side wall.
  • a permanently attached charging cable can be connected via the charging connection if no charging socket is to be installed electrically.
  • the outlet of the charging cable is preferably arranged in a recess of a side wall.
  • the side wall can spring back into the interior of the tub assembly, particularly in the area in which a charging socket is arranged. In the event that a permanently attached charging cable is used, a non-wired charging socket can be found in the
  • Tub assembly to be arranged to act as a "connector garage”.
  • the tub assembly also preferably has a bottom.
  • the bottom of the tub assembly preferably bears against a protective housing cover of the docking station.
  • the bottom preferably faces the protective housing cover of the docking station.
  • the HPS module can be designed as a printed circuit board.
  • the HPS module is floating. Due to the floating mounting, it is possible to align the plug and socket of the power connection to one another during the assembly of the charging device, in which the respective one is guided with the aid of guide means
  • the loading unit can comprise at least one tub assembly.
  • the plurality of webs can be arranged on the bottom side of the tub assembly and in particular extend away from the interior of the tub assembly. As a result, the webs can engage in the recesses, so that in particular in the latching position of the webs, the bottom of the tub assembly preferably abuts or contacts the protective housing cover of the docking station.
  • the loading unit can be locked to the docking station with a corresponding floor.
  • the locking module can, according to a further embodiment of the loading device according to the application, as a locking bracket with two
  • Each leg running essentially parallel to one another and a connecting element connecting the legs can be formed.
  • Each leg can have at least one second locking element.
  • the locking module can have a substantially U-shaped shape. Two second locking elements can preferably be spaced apart from one another in each leg
  • first locking elements can engage in particular.
  • the legs can be connected to one another via a connecting element.
  • the connecting element can also form a grip element. A user can move the locking module between the open position and the locking position in a simple manner by means of the handle element.
  • a web can have a pin section with a locking head as the first locking element.
  • the pin section can connect to a web section which is connected to the bottom of the loading unit.
  • the free end of a web in the unassembled state can be formed in particular by the locking head, which can connect to the pin section.
  • the pin section can be formed by an undercut.
  • the thickness of the pin section is less than the thickness of the
  • Locking head In the locked position, the rear module can reach behind the movement by moving the locking module from the open position to the locking position
  • Locking head through a recess of the locking module A recess in the locking module in particular forms a second
  • an inner diameter of the recess can correspond to the thickness of the pin section in such a way that the pin section fits into the
  • the inner diameter can also be dimensioned such that it is less than the thickness (or the outer diameter) of the
  • Locking head so that movement of the web in one direction along the recess is blocked in the locking position.
  • the locking head can preferably be able to be carried out in the locking position by a recess of the locking module formed as a second locking element, such that the movement of the locking module from the open position into the locking position means that the locking module engages behind
  • Locking head is carried out.
  • a plurality of webs can be provided on the loading unit and a plurality of corresponding recesses on the docking station.
  • the loading unit can preferably have four corner areas, wherein a previously described web can be arranged in each of the corner areas.
  • the docking station can (also) have four corner areas, wherein a recess corresponding to a corresponding web can be arranged in each of the corner areas.
  • the pin section in the respective recess can support the
  • Locking head have a beveled surface, wherein the beveled surface can be arranged on the side of the locking head that faces the (respective) second locking element in the open position of the locking module.
  • all locking heads (or pins) can be designed accordingly.
  • the locking module can preferably only be able to be moved from the open position into the locking position when all of the webs of the loading unit are in the locking position within the recesses of the docking station. In the event that one or more webs is / are not yet in the locking position, the locking module can be moved into the locking position, for example by blocking insertion of the pin section of the web not in the locking position into the corresponding recess of the
  • Locking module to be locked.
  • Locking module in the locking position for a single user can be complex and difficult to use.
  • the locking module can be moved from the open position to an intermediate locking position when at least a first web is in the locking position.
  • Locking module from the intermediate locking position can be in the
  • Locking position to be movable when at least a second web in the
  • Locking position is.
  • initially only the at least one first web for example the first webs arranged in the lower corner regions (or upper corner regions), are inserted into the first recesses of the docking station until they are in the latching position. Then it can be provided that initially only the at least one first web, for example the first webs arranged in the lower corner regions (or upper corner regions), are inserted into the first recesses of the docking station until they are in the latching position. Then it can be provided that initially only the at least one first web, for example the first webs arranged in the lower corner regions (or upper corner regions), are inserted into the first recesses of the docking station until they are in the latching position. Then it can be provided that initially only the at least one first web, for example the first webs arranged in the lower corner regions (or upper corner regions), are inserted into the first recesses of the docking station until they are in the latching position. Then it can be provided that initially only the at least one first web, for example the first webs
  • Locking module can be moved into the intermediate locking position In the intermediate locking position is the at least one first locking element of the at least one first web with the corresponding second
  • Locking element engages in such a way that movement of the first web out of the recess is blocked.
  • the at least one first web is (already) fixed to the docking station in the intermediate locking position.
  • the at least one second web for example the second webs arranged in the upper corner regions (or lower corner regions), are inserted into the second recesses of the docking station until they are (also) in the latching position .
  • the locking module can then move from the intermediate locking position into the
  • Locking (end) position can be moved.
  • Locking (end) position moves. This mechanism enables two-hand operation in particular.
  • the locking module can be permanently integrated in the docking station.
  • the docking station can have at least one guide, set up to guide the locking module during a movement between the open position and the closed position.
  • two guides can be provided that lead to the two legs of a locking bracket correspond to the legs between the open position (possibly via an intermediate locking position) and the
  • Locking module cannot be separated from the docking station without destruction. In particular, the locking module remains in the docking station during all operating cases. A separate module for fastening is not required.
  • At least one spring element can be attached to the locking module and the docking station in such a way that, in the open position, a force acting in the direction of the locking position is exerted on the locking module by the spring element. In particular, this allows an automatic movement of the locking module from the open position to the locking position when the webs are in the locked position.
  • a spring element can be provided between each leg and the docking station.
  • At least one fixing element can be provided, set up to fix the locking module in the locking position such that moving the locking module when fixing the Fixation element is blocked / is. This can ensure that the locking module does not inadvertently move into the open position and that the loading unit is accidentally detached from the docking station.
  • a screw can be provided as the fixing element.
  • one screw can be provided per leg of a locking bracket.
  • a movement of the locking module can be blocked by producing a corresponding screw connection.
  • a movement of the locking mode can be released by loosening the at least one screw.
  • At least one sealing element can be provided between the docking station and the charging unit.
  • a seal can be provided between the docking station and the charging unit.
  • the sealing element e.g. compression of a foam seal or the like
  • the webs, recesses and the locking module can be dimensioned and designed accordingly.
  • Sealing lips are provided which are pressed against the edges of the side walls in the assembled state and there due to the previously described Interlock are held. Because the protective housing cover springs back, it can be ensured that the sealing lips completely encompass the side walls.
  • the charging station comprises at least one charging station with a holder.
  • the charging station comprises at least one previously described charging device which can be arranged in the receptacle.
  • the charging station can have a charging station foot and a charging station head.
  • a receptacle is provided in the charging station head in particular, which receptacle can be surrounded by peripheral side walls
  • the docking station can be arranged in the receptacle
  • the mains connection cable can be inserted into the docking station within this receptacle.
  • annular gap in particular can form between the side wall of the docking station and the receptacle.
  • a housing wall of the charging unit can engage in this annular gap. If the charging unit is coupled to the docking station in the manner described above and in particular locked, it is placed onto the docking station from above.
  • All-round side walls of the charging unit can engage in the annular gap, so that it cannot be seen from the outside of the charging column that the charging unit is placed on a docking station.
  • the charging head can also be formed from two opposing front surfaces, each of which can have a receptacle for a docking station.
  • the charging unit comprises a power module (HPS module), a communication module (ECU module) and a
  • UI module User interface module
  • the power module having a first charge control circuit for charging control with an electric vehicle.
  • the Requirements for loading units can vary greatly depending on the application. Nevertheless, it is desirable to create a uniform structure of a loading unit as possible, which can be adapted as required. In particular, it is first of all necessary that the loading unit include basic charging control functions. Therefore, a first is in particular on the power module
  • Additional functions such as extended loading functionalities, billing, communication, user interaction and the like, may or may not be required as required. For this reason, in particular
  • a communication bus connects the communication module and the user interface module to the power module.
  • Communication bus, the communication module and / or the user interface module can be coupled if necessary.
  • the function of the power module, in particular the charging control circuit, is initially independent of this, so that the charging unit can be operated without one
  • Communication bus connected communication module can be set up to provide charging functionalities. If the communication module is coupled, further functions, such as, for example, can be carried out
  • Transmission of information and the like can be made available by the communication module.
  • Hardware components e.g. processors, interfaces, storage means etc.
  • software components e.g. code executable by a processor
  • Figure 1 is a schematic view of a charging station.
  • Fig. 2 is an exploded view of a charging station with a docking station
  • FIG. 3 is a view of an opened docking station
  • FIG. 4 is a view of a closed docking station
  • FIG. 5 is an exploded view of a tub assembly of a loading unit
  • Fig. 6 shows a tub assembly of a loading unit in part
  • FIG. 9 is a view of a lid assembly of a loading unit
  • Fig. 12 is a schematic view of an embodiment of a
  • FIG. 13 is a schematic view of an embodiment of a loading unit with a locking module in an open position
  • FIG. 14 is a schematic view of an embodiment of the loading unit with the locking module in a locking position
  • 15 is a schematic view of an embodiment of the loading unit with the locking module in an intermediate locking position
  • FIG. 17 shows a schematic view of an exemplary embodiment of a docking
  • Fig. 18 is a schematic detailed view of a web in a locked
  • 19 is a schematic view of an embodiment of the docking
  • FIG 1 shows an embodiment of a charging station 2 in the form of a charging station 2, with a head in which a receptacle 2a is provided.
  • the receptacle 2a of the charging station 2 is provided for receiving a docking station 4 and a charging unit 6.
  • the docking station 4 can be fixed in the holder 2a in a manner not described in detail.
  • the charging station 2 can have an electrical connection to an energy supply network (not shown) or another energy source (for example electrical
  • connection can be connected to the docking station 4.
  • the charging unit 6 can have a housing 29 with a lid 27.
  • the charging unit 6 can be an assembly comprising a tub assembly and a lid assembly, which will be described in more detail below.
  • the charging unit 6 can be electrically coupled to the docking station 4 via a plug / socket.
  • Charging unit 6 can take place via at least one patch cable or the like. This can also be done together with the mechanical fixation.
  • the docking station 4 is preferably completely accommodated in the receptacle 2a and the charging unit 6, in particular, completely (essentially) surrounds the outer edge of the docking station 4.
  • Side edges of the charging unit 6 can also be at least partially embedded in the receptacle 2a. If necessary, the docking station 4 can also be mounted directly on a wall without the charging station 2 with the receptacle 2a being necessary. Even then, the side walls of the docking station 4 are preferably at least partially encompassed by side walls of the charging unit 6. As can also be seen in FIG. 1, the base areas of the docking station 4 and the charging unit 6 are approximately congruent with one another, so that when viewed from the front, the charging unit 6 completely covers the docking station 4 in the assembled state.
  • the docking station 4 and the charging unit 6 form one
  • FIG. 2 first shows the docking station 4, which can have a cable entry 8 in a side wall 10.
  • the docking station 4 is at least partially closed by a protective housing cover 12 on the side facing the charging unit 6.
  • At least one recess 14a, 14b is provided in the protective housing cover 12, which is described in more detail below.
  • the loading unit 6 can preferably be formed from a tub assembly 20 and a lid assembly 26, the outer walls of these assemblies forming the housing 29 (e.g. tub floor 41, circumferential side wall 39 and lid 27). It is understood that in other variants of the application, the housing of a loading unit can also be formed in a different form.
  • the docking station 4 has a plurality of recesses 16,
  • Protective housing cover 12 and the side wall 10 of the docking station 4 openings 16 may be provided.
  • a corresponding plurality of webs 18 of the charging unit 4, in particular the tub assembly 20 can be inserted into the docking station 4 through these openings 16, so that the tub assembly 20 and thus the charging unit 6 are fixed to the docking station 4 via the webs 18 can, as will be described in more detail below.
  • the tub assembly 20 can be coupled to the docking station 4.
  • the tub assembly 20 is part of the loading unit 6, which can additionally have the cover assembly 26.
  • the tub assembly 20 can in particular accommodate a power module 22 and a charging socket 24.
  • the tub assembly 20 is essentially closed on the base side by a base 41 and is closed on the cover side by the cover assembly 26, in particular the cover 27.
  • a power module can also be arranged in another element of the charging station.
  • the cover assembly 26 can be attached preferably via latching elements 28
  • the cover assembly 26 can have a shutter 32 and / or control elements, such as a display 96, in its cover 27. In the assembled or installed state, the cover assembly 26 with the
  • Pan assembly 20 on a top On the bottom side, the tub assembly 20 is joined to the docking station 4, and a seal between the docking station 4 and the tub assembly 20 can take place via the side walls 10 of the docking station 4 when a lock is produced by means of a locking module, as will be described in more detail.
  • Sealing takes place along the outer edge, which is facing the cover assembly 26.
  • the docking station 4 serves in particular as a connection level and can be connected to a power supply network or another energy source independently of the charging unit 6 be connected. As long as the charging unit 6 is not coupled to the docking station 4, it is voltage-free. Via a mechanical coupling of the
  • Loading unit 6 with the docking station 4 becomes the loading unit 6 with the
  • the charging unit 6 can be understood as a supply level, which in the present case can have charging technology, communication technology and other “intelligence”.
  • This modular construction of the charging device 3 makes it possible in particular to first mount the docking station 4 by a technician qualified for this purpose, without the need to mount a charging unit 6 directly.
  • the charging unit 6 can also be coupled to the docking station 4 in a particularly simple and mechanically tool-free manner at any later point in time by a technical layman, which then automatically means the charging unit 6
  • the charging unit 6 shown is particularly flexible and modular due to its special design consisting of the tub assembly 20 and the lid assembly 26, as already explained above, and can be coupled to the respective application.
  • FIG. 3 An exemplary docking station 4 is shown in more detail in FIG. 3.
  • the docking station 4 shown has a bottom and side walls 32 and a recess 16 in each of the four corner regions 17.
  • a recess 16 is designed to receive one of the respective recess 16
  • a main board 34 and an interface board 36 are arranged on the floor of the docking station 4.
  • a connector strip 38 is provided on the main board 34 for connecting a power supply cable.
  • Scale lines 40 can be provided on the side walls 32 and / or the floor. In addition to the connector strip 38, there is still one on the main board 34
  • Power connection 42 arranged as a socket.
  • a receptacle 44 is provided in the present case between the side walls 32.
  • the receptacle 44 can be closed by a cover.
  • a measuring device e.g. a smart meter or an iMS can be anchored in place. Cable ducts through the side walls of the receptacle 44 are not shown in order to wire the measuring device.
  • the receptacle 44 can be used via suitable
  • Connections 46, 48 are provided on an interface board 36 for a network cable and for a CAN (Controller Area Network) bus and / or a GP10 (General Purpose Input / Output Bus) bus.
  • connection sockets can also be provided for a connection to the modules which are arranged within the charging unit 6.
  • External wiring to a local network can be carried out via a terminal block, which is then e.g. can be tapped via an RJ45 socket.
  • a terminal block which is then e.g. can be tapped via an RJ45 socket.
  • a first local network can be formed with a central office and a second local network
  • Network between master and slave units that is between a loading unit with a master controller with at least one, preferably several loading units with only one slave controller.
  • the two local networks can be connected together via a single patch cable to the charging unit 6 or the modules arranged therein.
  • the docking station 4 To install the docking station 4, it is first mechanically either fixed in the receptacle 2a or, for example, screwed to a wall.
  • the fitter can lay the cable on the scale 40 and cut it to length immediately.
  • a measuring device can be arranged in the receptacle 44.
  • This measuring device is wired from the terminal block 38 via flexible cables. Starting from the measuring device, cabling is again carried out via flexible cables with a power connection 42. If no measuring device is installed, then wiring is carried out directly via a flexible cable between the connection strip 38 and the power connection 42. A connection strip for receiving the respective cables provided.
  • a network cable can also be inserted into the housing of the docking station 4 and placed on the connections 48.
  • FIG. 4 shows that the protective housing cover 12 next to the
  • Recess 14a for the power connection 42 has at least one further recess 14b for the communication connections of the interface board 36,
  • the openings 16 or recesses 16 described above are also provided on the side edges of the protective housing cover 12. According to the preferred exemplary embodiment shown, the openings 16 are located between the protective housing cover 2 and the side wall 10 of the docking station 4. Through the openings 16, the webs 18 of the tub assembly 20 can be inserted into the docking station 4, so that these webs 18 in particular are completely closed the
  • the docking station 4 After the docking station 4 has been installed in the manner shown, it can initially remain empty, protected by the protective housing cover 12, and can be equipped at any later time with a charging unit 6, for example having a tub assembly 20 and a lid assembly 26.
  • a charging unit 6 for example having a tub assembly 20 and a lid assembly 26.
  • a tub assembly 20 is shown in more detail in an equipment variant in FIG. 5.
  • the tub assembly 20 has a housing 29 with side walls 39 or a circumferential side wall 39 and a bottom 41.
  • a power module 50 can preferably be arranged on the bottom side in the region of the side walls 39, or the bottom 41, and in particular can be mechanically anchored in the tub assembly 20.
  • the power module 50 can in particular be formed as a printed circuit board with components arranged thereon and / or components integrated therein.
  • the power module 50 preferably has a charging connection 52 and one
  • a plug 56 is arranged, which corresponds to the socket of the power connection 42 of the docking station 4.
  • a collar 58 is arranged around the plug 56.
  • the collar 58 points away from the surface of the circuit board of the power module 50.
  • the collar 58 has an extension in this direction which is greater than the longest
  • connection 60 for a communication bus is arranged on the power module 50.
  • connection 60 for the communication bus enables the
  • Communication bus can be both a plug and play type
  • Communication module as well as a user interface module, which
  • the power module 50 is arranged in particular in a first area of the base 41.
  • a fixing means 62 is provided in the present case, which is formed from flanges arranged in a comb-like manner with openings aligned with one another.
  • the fixing means 62 shown is formed from two opposing comb-like structures which enclose an opening 64 in the base 41.
  • the charging socket 70 is arranged directly above the opening 64 in the assembled state. Through the opening 64, it is possible from the bottom of the Tray assembly 20 to make a manual emergency release on the charging socket 70 through the floor 41.
  • the mounting body 68 with its fixing means 66 becomes the fixing means 62 in this way
  • the power module 50 is in the bottom of the
  • Trough assembly 20 used, as shown by way of example in FIG. 6.
  • the plug 56 together with the collar 58 is inserted through the bottom opening 74.
  • Power module 50 is mechanically locked to the housing 29 of the tub assembly 20 and can in particular be floatingly mounted therein.
  • the main board 34 may be floatingly mounted in the housing of the docking station 4.
  • the floating bearing has the advantage that, when the tub assembly 20 is mechanically mounted on the docking station 4, the plug 56 is automatically connected to the socket of the
  • Power connector 42 can align. This increases the usability and in particular facilitates the assembly or fastening of the charging unit 6 to the docking station 4 by a layperson.
  • the underside of the tub assembly 20 is shown as an example in FIG. 7. It can be seen that the charging unit 6 has a plurality of webs 18
  • each a web 18 is arranged.
  • the respective position of the webs 18 thus corresponds to the position of the recesses (cf. FIG. 3).
  • the webs 18 protrude from the tub assembly 20 pointing away from the floor 41.
  • the collar 58 with the plug 56 can be seen as it protrudes through the opening 74.
  • the collar 58 comes into engagement with the opening 14a in the assembled state of the loading device 3.
  • the opening 14a as can be seen in FIG. 4,
  • annular gap 74 which is between the socket of the
  • the tub assembly 20 is placed on the docking station 4, the collar 58 sliding into the annular gap 76, as can be seen from the combination of FIGS. 4 and 7.
  • the collar 58 enters the annular gap 76 before a contact of the plug 56 comes into electrical contact with a contact of the socket of the power connection 42. This prevents an electric shock from occurring when the tub assembly 20 is mounted on the docking station 4.
  • the charging unit 6 is aligned in such a way that the webs 18 can engage in the corresponding recesses.
  • the receiving body 68 is in particular such that it is for receiving
  • a wide variety of charging sockets 70 is set up, or in other words, a wide variety of charging sockets 70 can be equipped with different receptacle bodies 68, the fixing means 66 each being at the same distance from one another and thus forming a uniform mechanical interface to the fixing means 62. This means that a wide variety of charging sockets 70 can be installed in one and the same tub assembly 20, as can be seen from FIGS. 8a-c.
  • FIG. 8a shows a receiving body 68 with a CCS charging socket 70 according to 1EC 62196
  • FIG. 8b shows a receiving body 68 with a Chademo charging socket 70
  • FIG. 8c shows a receiving body 68 with a Type 2 charging socket 70 according to 1EC 62196-2.
  • the receiving body 68 makes it possible to accommodate a wide variety of charging sockets 70 without having to make a structural change to the housing of the tub assembly 20.
  • the charging sockets 70 do not necessarily have to be electrically connected to the charging connection 52, but can also remain potential-free. In this case, the charging sockets 70 can serve as a “plug garage”.
  • the charging outlet 52 can be electrically connected to a charging cable firmly attached to the housing of the tub assembly 20 The charging cable can be led out in the region of a recess 80 in the side wall of the tub assembly 20.
  • the charging socket 70 can be electrically connected to the charging control circuit 54 via the charging connection 52.
  • the charging connection 52 has three connections for one phase each on a connection strip, a further connection strip with two connections for the
  • PP plug present
  • CP pilot conductor
  • the receiving body 68 To install the charging socket 70, the receiving body 68 on the
  • Charging socket 70 connected to the respective connections of the charging outlet 52 and then the receiving body 68 via the pins 72 in the
  • the charging unit 6 also includes the
  • Cover assembly 26 as shown in the example in FIG. 9.
  • the top the cover assembly 26 is in particular formed as a cover 27 and can optionally have a wide variety of operating elements 82 and / or a shutter 84 on an upper side. Laterally, the cover assembly 26, on the side edges, can
  • Locking elements 86 may be provided, which with the inner side walls of the
  • Tray assembly 20 can engage. This allows the
  • the latching elements 86 can be designed such that they latch onto the side walls of the tub assembly 20 and in particular can only be released non-destructively if they are released from the underside, starting from the bottom 41 of the tub assembly 20. This prevents the cover assembly 26 from being detached from the tub assembly 20 while the tub assembly 20 is still electrically connected to the main board 34 of the docking station 4.
  • the shutter 84 is mounted in such a way that it can be moved in a direction of movement 88 in order to release the charging socket 70.
  • the shutter 84 is spring-loaded via a spring 98, so that it automatically moves into the closed position shown.
  • a communication module 90 and a user interface module 92 are arranged in the housing 29 of the charging unit 6, preferably, as shown in FIG. 11, in the cover assembly 26.
  • the communication module 90 as well as the user interface module 92 can be mechanically fixed to the cover assembly 26 or its housing 29.
  • the communication module 90 is in particular set up to provide (far-field and / or near-field) communication for the charging unit 6, in particular for the charging station.
  • the communication module 90 can provide one
  • Communication antenna can be a far field antenna or a near field antenna, for example an LTE antenna, GSM antenna, WLAN antenna, Bluetooth antenna and / or GPS antenna.
  • the communication module 90 is (for internal communication) preferably connected via the communication bus to the power module 50 and in particular the user interface module 92.
  • the communication module 90 can also optionally have a charging control circuit (not shown in more detail) that provides electrical access to the
  • the charge control circuit can override the charge control circuit 54 or at least be coupled to it, so that the two
  • Charging control circuits can coordinate control of a charging process.
  • Figure 11 shows a preferred embodiment of the communication module 90 and the user interface module 92 in the housing 29, preferably in the cover assembly 26.
  • the user interface module 92 is in particular facing the inside of the cover 27 and preferably mechanically on the housing 29 of the cover assembly 26 via e.g. Click connections 94 connected.
  • Communication module 90 is in turn also connected to the housing 29 of the cover assembly 26 via connections (not shown). Starting from the cover 27, the user interface module 92 and then the communication module 90 are arranged in a stack.
  • the at least one communication antenna (not shown) arranged on the communication module 90 can, starting from the cover 27, through the
  • User interface module 92 may be at least partially, preferably predominantly, uncovered. In particular, at least 50% of the antenna area of the
  • Communication antenna preferably at least 70% of the antenna area of the Communication antenna, particularly preferably 100% of the antenna area of the communication antenna, should not be covered.
  • the user interface module 92 is preferably arranged in a stationary manner on the inside of the cover assembly 26, so that an exact positioning of the at least one component of the user interface module 92, in particular the one
  • At least one user interface antenna to the cover 27 or the
  • Top 27 of the cover assembly 26 is guaranteed.
  • a display 96 can be arranged as an option in the cover assembly 26 and via the
  • User interface module 92 and / or the communication module 90 can be controlled.
  • FIG. 12 shows an exemplary embodiment of a locking module 5 according to the present application.
  • the locking module 5 is as
  • Locking bracket 5 formed.
  • a locking bracket 5 can in particular be U-shaped and preferably have two legs 7, 9 which run essentially parallel to one another and legs 7, 9 of essentially identical dimensions, which are connected to one another via a connecting element 11.
  • the connecting element 11 preferably provides a grip element or function which can be operated by a user in order to
  • the locking module 5 has a plurality of second ones
  • the locking elements 13 are recesses 13 or openings 13 in the
  • Legs 7, 9 formed.
  • four locking elements 13 are provided, their respective positions relative to the positions of the recesses 16 in the docking station 4 and correspond to the positions of the webs 18 of the loading unit 6 in order to enable the webs 18 to be fixed to the docking station 4, as will be described in more detail below.
  • Figure 13 shows a schematic view of an embodiment of a
  • Locking module 5 in an open position. It should be noted here that the docking station 4, to which the charging unit 6 is fixed by the locking module 5, is not shown for a better overview.
  • a web 18 is attached to the bottom of the tub assembly 20 via a web portion 25.
  • a pin section 23 and then a locking head 21 adjoins the web section 25 as the first locking element 21, 23 in the present case.
  • the thickness or the outer diameter of the pin portion 23 is less than the thickness or the outer diameter of the locking head 21. The thickness or the
  • the outer diameter of the pin section 23 corresponds to the
  • the locking module 5 allows one
  • FIG 14 shows the embodiment of Figure 13, in which the
  • Locking module 5 is in a locking position.
  • FIGS. 13 and 14 show that a movement of the
  • Locking heads 23 and thereby fix the webs 18 to the docking station 4 positive movement is in particular a movement of the webs 18 in a direction along the web axis due to the locking of the first and second
  • Locking elements blocked with one another, so that the webs 18 cannot be led out of the respective recesses 16 (without moving the locking module 5 from the locking position into the open position).
  • FIG. 15 shows a schematic view of the exemplary embodiment of the loading unit 6 corresponding to FIGS. 13 and 14 with the locking module 5 in an optional intermediate locking position. As can be seen, they are
  • Recesses 13a, 13b are formed such that in the intermediate locking position only the first recesses 13a fix the first webs 18a in a form-fitting manner, while the second webs 18b are not yet locked by the second recesses 13b.
  • the locking module 5 can already be moved from the open position into the intermediate locking position shown, around the first webs 18a at the docking station
  • FIG. 16 shows an example of a schematic detailed view of a web.
  • the web 18 can have a substantially rectangular base area.
  • the locking head preferably has a bevelled surface 55.
  • the beveled surface 55 is arranged in particular on the side of the locking head 21, which in the open position of the locking module 5
  • second locking element 13 faces. Due to the bevel of the beveled surface 55, the respective recess 13 can be the first
  • Locking module 5 during a movement from the open position into the locking position can be prevented.
  • all locking heads (or pins) can be designed accordingly.
  • FIG. 17 shows a schematic view of an exemplary embodiment of a docking station 4 with a locking module 5.
  • the locking module 5 is in particular mounted in guides 57, 59.
  • a guide 57, 59 is provided for each leg 7, 9, which leads to the respective leg 7, 9, in particular with regard to shape and dimensioning, corresponds.
  • Holding elements 61 serve to ensure that the locking module 5 remains permanently integrated in the docking station 4, that is to say in any operating state. In particular, the locking module 5 remains in the docking station 4 during all operating cases.
  • At least one spring element 63 is in each case arranged in further recesses of the legs 7, 9
  • Locking module 5 and the docking station 4 in the present case two spring elements 63 fastened such that one in the open position in the direction of the
  • Spring element 63 is exercised. In particular, this allows an automatic movement of the locking module 5 from the open position into the locking position when the webs 18 are in the locking position.
  • a spring element 63 can be provided between each leg 7, 9 and the docking station 4.
  • Figure 18 shows a schematic detailed view of a preferred embodiment
  • Embodiment of a web 18 in a locked state As can be seen, the web 18 engages in the locking module 5 such that a form-fitting fixation takes place on the docking station 4.
  • the arrow provided with the reference numeral 65 indicates that in the locked position, in particular in the assembled state of the charging device 3 shown, that is to say when the charging unit 6 is attached to the docking station 4, pressure is exerted which creates a permanent seal between the charging unit 6 and docking station 4 using a sealing element (not shown).
  • a sealing element for example compression of a foam seal or the like
  • the sealing element can become jammed between the charging unit 6, in particular the tub assembly 20 of the charging unit 6, and the docking station 4, in particular the protective cover housing 12 of the docking Station 4, provided and in particular be maintained in the assembled state of the charging device 3.
  • FIG. 19 shows a schematic view of an exemplary embodiment of the docking station 4 with a locking module 5 and optional fixing elements 67.
  • screw connections 67 can be provided as fixing elements 67 on the side wall of the docking station 4
  • a screw 67 is screwed in when the locking module 5 is in the locking position.
  • first locking element in particular a latching element

Abstract

Die Anmeldung betrifft eine Ladevorrichtung (3) für Elektrofahrzeuge, umfassend mindestens eine Docking Station (4), mindestens eine an der Dockingstation (4) befestigbare Ladeeinheit (6), wobei in der Docking Station (4) eine Mehrzahl von Ausnehmungen (16) vorgesehen sind, wobei die Ladeeinheit (6) eine Mehrzahl von in die Ausnehmungen (16) der Docking Station (14) einführbaren Stegen (18) aufweist, die jeweils mindestens ein erstes Verrieglungselement (21, 23) aufweisen, mindestens ein zwischen einer Verriegelungsposition und einer geöffneten Position bewegbares Verriegelungsmodul (5), das eine Mehrzahl von zweiten zu den ersten Verriegelungselementen (21, 23) korrespondierenden Verriegelungselementen (13) aufweist, wobei in der geöffneten Position des Verriegelungsmoduls (5) die Stege (18) derart in die Ausnehmungen (16) einführbar sind, dass die Stege (18) in eine Verrastposition bewegbar sind, und wobei in der Verrastposition das Verriegelungsmodul (5) von der geöffneten Position in die geschlossene Position bewegbar ist, derart, dass durch eine Zusammenwirkung der zweiten Verriegelungselemente (13) mit den ersten Verriegelungselementen (21, 23) die Stege (18) formschlüssig an der Docking Station (4) fixierbar sind.

Description

Ladevorrichtung für Elektrofahrzeuge
Die Anmeldung betrifft eine Ladevorrichtung für Elektrofahrzeuge mit einer an einer Docking Station befestigbaren Ladeeinheit. Darüber hinaus betrifft die Anmeldung eine Ladestation mit einer Ladevorrichtung.
Der Aufbau der Ladeinfrastruktur ist von entscheidender Bedeutung für die flächendeckende Etablierung von Elektromobilität. Dazu ist es insbesondere notwendig, in öffentlichen als auch in teilöffentlichen Räumen Ladestationen für Elektrofahrzeuge in großem Maße zu installieren. Die Ladestationen sollen sich dabei in das Straßenbild einfügen und werden daher in der Regel als Ladesäulen konzipiert. Ladesäulen zeichnen sich insbesondere durch eine kompakte Bauform mit einer geringen Grundfläche aus. Die Ladesäulen sind in der Regel stelenartig aufgebaut und verfügen über integrierte oder anschließbare Ladeelektronik zum Laden eines Elektrofahrzeugs.
Unter einem Elektrofahrzeug ist vorliegend ein Fahrzeug zu verstehen, das zumindest teilweise elektrisch betrieben werden kann und einen wiederaufladbaren elektrischen Speicher umfasst. Wie erwähnt, ist der umfangreiche Ausbau der Ladeinfrastruktur ein wesentlicher Faktor für die Akzeptanz der Elektromobilität. Daher müssen Ladesäulen möglichst flächendeckend und in großer Anzahl in kurzer Zeit installiert werden. Dies ist hinsichtlich der Konzeption, dem Bau und dem tatsächlichen lnstallieren vor Ort der Ladesäulen eine Herausforderung, da durch den massenhaften Einsatz der Ladesäulen diese im industriellen Maßstab herstellbar sein müssen und besonders einfach, bevorzugt durch eine einzige Person, vor Ort installierbar sein sollten. Dies ist bei bisherigen Ladesäulen nur bedingt der Fall. Zum einen ist die Montage vor Ort komplex und aufwendig. Zum anderen kann die Elektronik in den Ladesäulen bisher nicht kostengünstig und in großen Stückzahlen produziert werden. Zudem sind in der Regel eine Vielzahl von manuellen, insbesondere komplexen Handgriffen, erforderlich, für die normalerweise ein Fachmann heranzuziehen ist. Entsprechendes gilt für Wartungsarbeiten und/oder den Austausch von Ladetechnik, welche/r beispielsweise durch Defekte oder Technologiewechsel erforderlich wird/werden.
Daher liegt der Anmeldung die Aufgabe zugrunde, eine Ladevorrichtung für
Elektrofahrzeuge zur Verfügung zu stellen, welche die lnstallation und Wartung einer Ladestation vereinfacht und insbesondere eine lnstallation durch Laien ermöglicht.
Die Aufgabe wird gemäß einem ersten Aspekt der Anmeldung durch eine
Ladevorrichtung für Elektrofahrzeuge nach Anspruch 1 gelöst. Die Ladevorrichtung umfasst mindestens eine Docking Station. Die Ladevorrichtung umfasst mindestens eine an der Dockingstation befestigbare Ladeeinheit ln der Docking Station sind eine Mehrzahl von Ausnehmungen vorgesehen. Die Ladeeinheit weist eine Mehrzahl von in die Ausnehmungen der Docking Station einführbaren Stegen auf. Die Stege weisen jeweils mindestens ein erstes Verrieglungselement auf. Die Ladevorrichtung umfasst mindestens ein zwischen einer Verriegelungsposition und einer geöffneten Position bewegbares Verriegelungsmodul. Das Verriegelungsmodul weist eine Mehrzahl von zweiten zu den ersten Verriegelungselementen korrespondierenden
Verriegelungselementen auf. ln der geöffneten Position des Verriegelungsmoduls sind die Stege derart in die Ausnehmungen einführbar, dass die Stege in eine
Verrastposition bewegbar sind ln der Verrastposition ist das Verriegelungsmodul von der geöffneten Position in die geschlossene Position bewegbar, derart, dass durch eine Zusammenwirkung der zweiten Verriegelungselemente mit den ersten
Verriegelungselementen die Stege formschlüssig an der Docking Station fixierbar sind. lm Gegensatz zum Stand der Technik wird anmeldungsgemäß eine einfach zu installierende Ladevorrichtung für eine Ladestation bereitgestellt, indem die Ladevorrichtung modulartig aus einer Docking Station und einer daran befestigbaren Ladeeinheit gebildet ist. Hierbei ermöglicht der anmeldungsgemäße
Verriegelungsmechanismus eine Befestigung der Ladeeinheit an der Docking Station in einfacher Weise lnsbesondere kann die Ladeeinheit mit wenigen Handgriffen und auch von Ungeübten an einer Docking Station installiert werden. Der Anschluss an die Energieversorgung ist insbesondere von der sonstigen Ladetechnik entkoppelt, so dass gewährleistet werden kann, dass auch Laien Ladetechnik installieren können. Auch die mögliche Wartung sowie der Austausch von in der Ladeeinheit installierter Ladetechnik, welcher beispielsweise durch Defekte oder Technologie Wechsel erforderlich wird, sind bei der anmeldungsgemäßen Ladevorrichtung vereinfacht möglich.
Die Ladevorrichtung ist zum Austauschen elektrischer Energie mit Elektrofahrzeugen eingerichtet und kann im bestimmungsgemäßen Gebrauch insbesondere in einer Ladestation installiert sein.
Eine anmeldungsgemäße Ladevorrichtung umfasst eine Docking Station und eine Ladeeinheit. Die Docking Station ist insbesondere als Anschlussebene ausgebildet. Die Ladeeinheit ist insbesondere als Versorgungsebene gebildet und kann vorzugsweise auf der Docking Station aufgesetzt werden.
Die Ladeeinheit kann ein Gehäuse umfassen, in dem die Ladetechnik der Ladeeinheit integriert sein kann. Das Gehäuse kann vorzugsweise durch eine Wannenbaugruppe und eine mit der Wannenbaugruppe verbindbare Deckelbaugruppe gebildet sein. Der Anschluss der Ladetechnik an eine Energieversorgung erfolgt in der Art eines modularen Systems durch Montage bzw. Befestigung der Ladeeinheit an einer Docking Station. Diese Montage erfolgt bevorzugt werkzeuglos mittels des
anmeldungsgemäßen Verriegelungsmoduls.
Um die Ladeeinheit an der Docking Station zu befestigen, weist die Docking Station eine Mehrzahl von Ausnehmungen, insbesondere in der Docking Station vorgesehenen Öffnungen, auf. Die Ladeeinheit weist eine Mehrzahl von zu den
Ausnehmungen korrespondierenden Stegen auf. Unter korrespondierend ist vorliegend insbesondere zu verstehen, dass die Stege derart geformt und/oder an der Ladeeinheit positioniert sind, dass sie in die Ausnehmungen (für eine Befestigung) der Docking Station eingeführt bzw. eingesetzt werden können.
Für eine (dauerhafte) Arretierung der Ladeeinheit an der Docking Station ist ein Verriegelungsmodul vorgesehen, welches zumindest zwischen einer geöffneten Position und einer Verriegelungsposition bewegbar ist. lnsbesondere wirkt das Verriegelungsmodul mit den Stegen derart zusammen, dass diese in der geöffneten Position in die Ausnehmungen der Docking Station bis in eine Verrastposition, in der Regel eine Endposition, einführbar sind und durch Bewegen des Verriegelungsmoduls in die Verriegelungsposition an der Docking Station formschlüssig fixiert werden können.
Zur Fixierung verfügt insbesondere jeder Steg über ein erstes Verrieglungselement und das Verriegelungsmodul über eine entsprechende Mehrzahl von zweiten
Verriegelungselementen, die jeweils zu dem jeweiligen ersten Verriegelungselement korrespondieren. Unter korrespondierend ist vorliegend insbesondere zu verstehen, dass die ersten und zweiten Verriegelungselemente derart geformt sind, dass in der geöffneten Position die an den Stegen angeordneten Verriegelungselemente in die Ausnehmungen der Docking Station bis zum Erreichen der Verrastposition einführbar sind und mit den zweiten Verriegelungselementen derart Zusammenwirken, dass in der Verrastposition ein Bewegen des Verriegelungsmoduls in die
Verriegelungsposition möglich ist und in dieser Verrieglungsposition eine Fixierung der Stege erfolgt. Vorzugsweise kann ein erstes Verriegelungselement mit einem entsprechenden zweiten Verriegelungselement in der Verriegelungsposition miteinander verrastet sein. lnsbesondere wirken die ersten Verriegelungselemente mit den zweiten
Verriegelungselementen derart zusammen, dass die Stege formschlüssig an der Docking Station fixierbar sind. Anders ausgedrückt wird eine Bewegung der Stege aus den Ausnehmungen der Docking Station in der Verriegelungsposition durch die Zusammenwirkung der Verriegelungselemente blockiert, so dass insbesondere die Ladeeinheit an der Docking Station befestigt bzw. arretiert ist. Mit anderen Worten kann durch die Arretierung der Ladeeinheit an der Docking Station eine
Ladevorrichtung im montierten Zustand hergestellt werden.
Wie bereits beschrieben wurde, kann die Ladeeinheit vorzugsweise eine
Wannenbaugruppe und eine Deckelbaugruppe umfassen ln der Wannenbaugruppe kann zumindest ein Leistungsmodul angeordnet sein. Das Leistungsmodul, auch HPS (High Power Safety) Modul genannt, umfasst insbesondere Komponenten, die zur Leistungssteuerung und Leistungsüberwachung notwendig sind. lnnerhalb der Wannenbaugruppe kann darüber hinaus eine erste
Ladesteuerschaltung als auch ein Ladeauslass angeordnet sein. Die in der
Wannenbaugruppe angeordneten Komponenten können ausreichend sein,
Basisfunktionalitäten zum Laden eines Elektrofahrzeugs zur Verfügung zu stellen.
Die Wannenbaugruppe umfasst vorzugsweise einen Boden, welcher im montierten Zustand der Ladevorrichtung einem Schutzgehäusedeckel der Docking Station zugewandt sein kann. Die dem Boden gegenüberliegende Seite der Wannenbaugruppe wird bevorzugt durch die Deckelbaugruppe im Wesentlichen verschlossen.
Die Deckelbaugruppe dient insbesondere zur Aufnahme von zumindest einem
Kommunikationsmodul und zumindest einem Benutzerschnittstellenmodul. Mit Hilfe des Kommunikationsmoduls lassen sich beispielsweise die Ladefunktionen des Leistungsmoduls erweitern und insbesondere erweiterte Protokollfunktionalitäten implementieren. Ein Benutzerschnittstellenmodul ermöglicht es insbesondere, eine lnteraktion mit einem Benutzer zu realisieren. Das Leistungsmodul ist bevorzugt eingerichtet, für ein Kommunikationsmodul und/oder ein
Benutzerschnittstellenmodul eine Energieversorgung zur Verfügung zu stellen. Das Kommunikationsmodul kann optional mit einem innerhalb der Docking Station angeordneten Weitverkehrsnetzanschluss verbunden sein. Auch kann das
Kommunikationsmodul optional mit einem Anschluss an ein Ladenetz innerhalb der Docking Station verbunden sein. Auch kann das Kommunikationsmodul eine
Kommunikation in einem Nahfeld (z.B. Bluetooth, WLAN (Wireless Local Area
Network) etc.) etablieren.
Das Kommunikationsmodul, auch ECU (Electronic Control Unit) Modul genannt, kann als Steuerrechner und Kommunikationsgateway fungieren.
Das Benutzerschnittstellenmodul, auch U1B (User lnterface Board) Modul genannt, umfasst insbesondere Bedien- und/oder Anzeigeelemente, beispielsweise jeweils zumindest ein Display, ein Touch-Display, ein Piktogramm, einen
kapazitiven/induktiven Tastsensor und/oder einen Umgebungssensor. Diese können von dem U1B angesteuert und/oder ausgelesen werden. Das U1B kann innerhalb der Ladeinheit modular an das ECU-Modul angeschlossen werden, wobei ein U1B in einer Grundfunktion ausschließlich Status-LEDs zur Anzeige des Betriebszustandes als Anzeigeelement aufweisen und in einer Mehrbestückung zumindest einen der zusätzlichen, oben genannten Bedien- und/oder Anzeigeelemente aufweisen und/oder ansteuern kann.
Die Ladeeinheit kann mit der Docking Station über einen Leistungsanschluss elektrisch gekoppelt werden lnsbesondere ist in der Verriegelungsposition des Verriegelungsmoduls (bei in den Ausnehmungen eingesetzten Stegen), also bei einer mechanischen Kopplung der Ladeeinheit mit der Docking Station, eine elektrische Kopplung durch den Leistungsanschluss zwischen der Docking Station und der Ladeeinheit vorhanden. lnnerhalb der Docking Station kann eine Leiterplatte als Mains Board angeordnet sein, welche den Leistungsanschluss aufweist. Für eine sichere werkzeuglose Koppelung zwischen Ladeeinheit und Docking Station kann die Leiterplatte des Mains Boards in der Docking Station in einer Ebene parallel zum Boden der Docking Station und/oder parallel zur Ebene des Schutzgehäusedeckels der Docking Station oder das HPS-Modul in einer Ebene parallel zum Boden der Wannenbaugruppe vorzugsweise schwimmend gelagert sein. lnnerhalb der Docking Station kann eine funktionale Trennung zwischen der
Leistungselektronik und der Kommunikationselektronik vorgesehen sein. Hierzu kann innerhalb der Docking Station neben dem Mains Board eine Leiterplatte als Schnittstellen (Interface) Board eingerichtet sein, auf welchem externe
Datenanschlüsse mit entsprechenden Anschlussbuchsen verbunden sind. Die
Anschlussbuchsen können über Patchkabel angeschlossen werden, welche in die Wannenbaugruppe der Ladeeinheit im montierten Zustand der Ladevorrichtung eingeführt werden und dort insbesondere mit dem ECU-Modul verbunden werden können.
Bevorzugt hat das lnterface Board eine Anschlussbuchse, welche Anschlüsse für einen General Purpose lnput/Output-Bus (GPIO) einerseits und einen CAN-Bus andererseits aufweist. Dadurch kann die Verkabelung zwischen lnterface-Board und ECU-Modul besonders einfach erfolgen, da über ein einziges Kabel zwei verschiedene Busse geführt werden können.
Die Verbindung eines LANs (Local Area Network) zwischen dem lnterface Board und dem ECU erfolgt bevorzugt über ein Patchkabel, wobei auf einem Kabel und in den jeweiligen Buchsen auch Anschlüsse von zwei zueinander getrennt betriebenen LAN- Netzen geführt werden können. Somit ist über ein einziges Kabel eine Verbindung von zwei verschiedenen lokalen Netzen möglich.
Die Wannenbaugruppe ist bevorzugt ein wannenförmiges Gehäuse mit Seitenwänden oder einer umlaufenden Seitenwand. Die Seitenwände umschließen insbesondere das Leistungsmodul umlaufend, bevorzugt vollständig umlaufend. Somit kann über die Seitenwände eine seitliche Abdichtung der Wannenbaugruppe erfolgen. ln der Seitenwand kann ein Auslass für ein Ladekabel vorgesehen sein. Über den Ladeanschluss kann ein fest angeschlagenes Ladekabel angeschlossen werden, falls keine Ladebuchse elektrisch installiert werden soll. Der Auslass des Ladekabels ist bevorzugt in einem Rücksprung einer Seitenwand angeordnet. Die Seitenwand kann in das lnnere der Wannenbaugruppe zurückspringen, insbesondere im Bereich, in dem eine Ladebuchse angeordnet wird. Für den Fall, dass ein fest angeschlagenes Ladekabel verwendet wird, kann eine nicht verdrahtete Ladebuchse in der
Wannenbaugruppe angeordnet werden, um als„Steckergarage" zu fungieren.
Die Wannenbaugruppe weist darüber hinaus bevorzugt einen Boden auf. lm montierten Zustand der Ladevorrichtung hegt der Boden der Wannenbaugruppe vorzugsweise an einem Schutzgehäusedeckel der Docking Station an. Bevorzugt ist der Boden dem Schutzgehäusedeckel der Docking Station zugewandt.
Wie bereits erläutert, kann das HPS Modul als Leiterplatte gebildet sein. Um
sicherzustehen, dass sich das HPS Modul besonders einfach mit dem
Leistungsanschluss an der Docking Station koppeln lässt, ist das HPS Modul schwimmend gelagert. Durch die schwimmende Lagerung ist es möglich, Stecker und Buchse des Leistungsanschlusses während der Montage der Ladevorrichtung zueinander auszurichten, in dem mit Hilfe von Führungsmitteln die jeweilige
Leiterplatte, welche schwimmend gelagert ist, in der Ebene der Lagerung
gegebenenfalls verschoben wird.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der anmeldungsgemäßen
Ladevorrichtung kann die Ladeeinheit mindestens eine Wannenbaugruppe umfassen. Die Mehrzahl von Stegen kann bodenseitig an der Wannenbaugruppe angeordnet sein und sich insbesondere vom lnneren der Wannenbaugruppe weg weisend erstrecken. Hierdurch können die Stege in die Ausnehmungen eingreifen, so dass insbesondere in der Verrastposition der Stege der Boden der Wannenbaugruppe vorzugsweise an dem Schutzgehäusedeckel der Docking Station anliegt bzw. kontaktiert. Durch
anschließendes Fixieren der Stege an der Docking Station, entsprechend den obigen Ausführungen, kann die Ladeeinheit an der Docking Station mit entsprechend anliegendem Boden arretiert werden.
Das Verriegelungsmodul kann, gemäß einer weiteren Ausführungsform der anmeldungsgemäßen Ladevorrichtung, als Verriegelungsbügel mit zwei im
Wesentlichen parallel zu einander verlaufenden Schenkeln und ein die Schenkel verbindendes Verbindungselement gebildet sein. Jeder Schenkel kann mindestens ein zweites Verriegelungselement aufweisen lnsbesondere kann das Verriegelungsmodul eine im Wesentlichen U-förmige Form aufweisen ln jedem Schenkel können vorzugsweise beabstandet zueinander zwei zweite Verriegelungselemente
vorgesehen sein, in die die ersten Verriegelungselemente insbesondere eingreifen können.
Die Schenkel können über ein Verbindungselement miteinander verbunden sein. Das Verbindungselement kann zudem ein Griffelement bilden. Ein Nutzer kann mittels des Griffelements das Verriegelungsmodul in einfacher Weise zwischen der geöffneten Position und der Verriegelungsposition bewegen.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der anmeldungsgemäßen Ladevorrichtung kann ein Steg einen Zapfenabschnitt mit einem Verriegelungskopf als erstes Verriegelungselement aufweisen lnsbesondere kann sich der Zapfenabschnitt an einen Stegabschnitt anschließen, der mit dem Boden der Ladeeinheit verbunden ist. Das im nicht montierten Zustand freie Ende eines Stegs kann insbesondere durch den Verriegelungskopf gebildet werden, der sich an den Zapfenabschnitt anschließen kann. Beispielsweise kann der Zapfenabschnitt durch einen Freistich gebildet sein lnsbesondere ist die Dicke des Zapfenabschnitts geringer als die Dicke des
Verrieglungskopfes. ln der Verrastposition kann durch eine Bewegung des Verriegelungsmoduls von der geöffneten Position in die Verriegelungsposition ein Hintergreifen des
Verrieglungskopfes durch eine Ausnehmung des Verriegelungsmoduls erfolgen. Eine Ausnehmung in dem Verriegelungsmodul bildet insbesondere ein zweites
Verriegelungselement.
Durch das Hintergreifen wird insbesondere der Steg an der Docking Station formschlüssig fixiert. Eine Bewegung des Stegs in dieser Verriegelungsposition wird durch den gebildeten Formschluss zwischen Verrieglungskopf und Ausnehmung verhindert lnsbesondere kann ein lnnendurchmesser der Ausnehmung zu der Dicke des Zapfenabschnitts derart korrespondieren, dass der Zapfenabschnitt in die
Ausnehmung einführbar ist. Der lnnendurchmesser kann ferner derart dimensioniert sein, dass dieser geringer ist als die Dicke (bzw. der Außendurchmesser) des
Verrieglungskopfes, so dass eine Bewegung des Stegs in eine Richtung entlang der Ausnehmung in der Verriegelungsposition blockiert wird.
Vorzugsweise kann der Verrieglungskopf in der Verrastposition durch eine als zweites Verriegelungselement gebildete Ausnehmung des Verrieglungsmoduls durchführbar sein, derart, dass durch eine Bewegung des Verriegelungsmoduls von der geöffneten Position in die Verriegelungsposition ein Hintergreifen des
Verrieglungskopfes erfolgt.
Wie bereits beschrieben wurde, können eine Mehrzahl von Stegen an der Ladeeinheit und eine Mehrzahl von korrespondierenden Ausnehmungen an der Docking Station vorgesehen sein. Vorzugsweise kann die Ladeeinheit vier Eckbereiche aufweisen, wobei in jedem der Eckbereiche jeweils ein zuvor beschriebener Steg angeordnet sein kann. Die Docking Station kann (ebenfalls) vier Eckbereiche aufweisen, wobei in jedem der Eckbereiche jeweils eine zu einem entsprechenden Steg korrespondierende Ausnehmung angeordnet sein kann. Durch Anordnung der Stege und Ausnehmungen in den Eckbereichen der jeweiligen Module kann eine besonders sichere Arretierung der Ladeeinheit an der Docking Station bereitgestellt werden. Gemäß einer weiteren Ausführungsform der anmeldungsgemäßen Ladevorrichtung kann die Bewegung zwischen der Verriegelungsposition und der geöffneten Position entlang einer Geraden erfolgen.
Um ein Einrutschen bzw. ein Einstecken der Stege, insbesondere des
Zapfenabschnitts, in die jeweilige Ausnehmung zu unterstützen, kann, gemäß einer weiteren Ausführungsform der anmeldungsgemäßen Ladevorrichtung, der
Verriegelungskopf eine abgeschrägte Fläche aufweisen, wobei die abgeschrägte Fläche an der Seite des Verriegelungskopfes angeordnet sein kann, die in der geöffneten Position des Verriegelungsmoduls dem (jeweiligen) zweiten Verriegelungselement zugewandt ist. lnsbesondere können sämtliche Verriegelungsköpfe (bzw. -dorne) entsprechend ausgebildet sein.
Um eine fehlerhafte Arretierung und insbesondere nicht ausreichende Befestigung zu verhindern, kann vorzugsweise das Verriegelungsmodul von der geöffneten Position in die Verriegelungsposition nur dann bewegbar sein, wenn sämtliche Stege der Ladeeinheit in der Verrastposition innerhalb der Ausnehmungen der Docking Station sind. Für den Fall, dass ein oder mehrere Steg/e noch nicht in der Verrastposition ist/sind, kann das Bewegen des Verriegelungsmoduls in die Verriegelungsposition, beispielsweise durch Blockieren eines Einführens des Zapfenabschnitts des nicht in der Verrastposition befindlichen Stegs in die entsprechende Ausnehmung des
Verriegelungsmoduls, gesperrt sein.
Ferner ist erkannt worden, dass bei einer Mehrzahl von Stegen, beispielsweise jeweils ein in jedem Eckbereich der Ladeeinheit angeordneter Steg (also vier Stege), das gleichzeitige Einführen dieser Stege in die Verrastposition und Bewegen des
Verriegelungsmoduls in die Verriegelungsposition für einen einzelnen Nutzer komplex und schwierig zu handhaben sein kann. Um das Befestigen der Ladeeinheit an der Docking Station noch weiter zu
vereinfachen, wird gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der
anmeldungsgemäßen Ladevorrichtung vorgeschlagen, dass das Verriegelungsmodul von der geöffneten Position in eine Verriegelungszwischenposition bewegbar sein kann, wenn mindestens ein erster Steg in der Verrastposition ist. Das
Verriegelungsmodul von der Verriegelungszwischenposition kann in die
Verrieglungsposition bewegbar sein, wenn mindestens ein zweiter Steg in der
Verrastposition ist. lnsbesondere kann vorgesehen sein, dass zunächst nur der mindestens eine erste Steg, beispielsweise die in den unteren Eckbereichen (oder oberen Eckbereichen) angeordneten ersten Stege, in die ersten Ausnehmungen der Docking Station eingeführt werden, bis sie in der Verrastposition sind. Dann kann das
Verriegelungsmodul in die Verriegelungszwischenposition bewegt werden ln der Verriegelungszwischenposition ist das mindestens eine erste Verriegelungselement des mindestens einen ersten Stegs mit dem entsprechenden zweiten
Verriegelungselement derart in Eingriff, dass eine Bewegung des ersten Stegs aus der Ausnehmung hinaus blockiert wird lnsbesondere ist der mindestens eine erste Steg an der Docking Station in der Verriegelungszwischenposition (bereits) fixiert. ln einem nächsten Schritt kann vorgesehen sein, dass der mindestens eine zweite Steg, beispielsweise die in den oberen Eckbereichen (bzw. unteren Eckbereichen) angeordneten zweiten Stege, in die zweiten Ausnehmungen der Docking Station eingeführt werden, bis sie (ebenfalls) in der Verrastposition sind. Dann kann das Verriegelungsmodul von der Verriegelungszwischenposition in die
Verriegelungs(end)position bewegt werden.
Dies erlaubt vorteilhafterweise, dass zuerst auf die Unterseite (oder eine andere Seite) von einem Nutzer Druck ausgeübt wird, wodurch das Verriegelungsmodul, insbesondere der Verrastbügel, in die Verriegelungszwischenposition bzw.„Verrast- Zwischenposition" verfährt. Anschließend kann Druck auf die Oberseite (oder eine andere Seite) der Ladeeinheit durch einen Nutzer ausgeübt werden, wodurch das Verriegelungsmodul, insbesondere der Verrastbügel, in die
Verriegelungs(end)position fährt. Durch diesen Mechanismus ist insbesondere eine Zweihand-Bedienung möglich.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann das Verrieglungsmodul in der Docking Station fest integriert sein lnsbesondere kann die Docking Station mindestens eine Führung aufweisen, eingerichtet zum Führen des Verrieglungsmoduls während einer Bewegung zwischen der geöffneten Position und der geschlossenen Position lnsbesondere können zwei Führungen vorgesehen sein, die zu den zwei Schenkeln eines Verriegelungsbügels korrespondieren, um die Schenkel zwischen der geöffneten Position (ggf. über eine Verriegelungszwischenposition) und der
Verriegelungsposition zu bewegen. Unter integriert ist zu verstehen, dass das
Verriegelungsmodul von der Docking Station nicht zerstörungsfrei getrennt werden kann lnsbesondere verbleibt das Verriegelungsmodul während aller Betriebsfälle in der Docking Station. Ein separates Modul zum Befestigen wird nicht benötigt.
Um das Befestigen der Ladeeinheit an der Docking Station noch weiter zu
vereinfachen, kann gemäß einer bevorzugten Ausführungsform zwischen dem
Verriegelungsmodul und der Docking Station mindestens ein Federelement befestigt sein, derart, dass in der geöffneten Position eine in Richtung der Verrieglungsposition wirkende Kraft auf das Verriegelungsmodul durch das Federelement ausgeübt wird lnsbesondere kann hierdurch ein automatisches Verfahren des Verriegelungsmoduls von der geöffneten Position in die Verriegelungsposition bereitgestellt werden, wenn die Stege in der Verrastposition sind. Beispielsweise kann zwischen jedem Schenkel und der Docking Station ein Federelement vorgesehen sein.
Darüber hinaus kann, gemäß einer weiteren Ausführungsform der
anmeldungsgemäßen Ladevorrichtung, mindestens ein Fixierungselement vorgesehen sein, eingerichtet zum Fixieren des Verrieglungsmoduls in der Verrieglungsposition derart, dass ein Bewegen des Verrieglungsmoduls bei einer Fixierung des Fixierungselements blockiert wird/ist. Hierdurch kann sichergestellt werden, dass sich das Verriegelungsmodul nicht versehentlich in die geöffnete Position bewegt und sich die Ladeeinheit versehentlich von der Docking Station löst. Beispielsweise kann als Fixierungselement eine Schraube vorgesehen sein. Beispielsweise kann pro Schenkel eines Verriegelungsbügels eine Schraube vorgesehen sein lnsbesondere kann durch Herstellung einer entsprechenden Verschraubung eine Bewegung des Verriegelungsmoduls blockiert werden. Durch eine Lösung der mindestens einen Schraube kann eine Bewegung des Verriegelungsmodus freigegeben werden.
Bei einer weiteren Ausführungsform der Ladevorrichtung kann mindestens ein Dichtungselement zwischen der Docking Station und der Ladeeinheit vorgesehen sein ln der Verriegelungsposition (bei der sich sämtliche Stege in der Verrastposition befinden) bzw. im montierten Zustand der Ladevorrichtung kann eine Abdichtung zwischen der Docking Station und der Ladeeinheit erfolgen lnsbesondere kann in der Verriegelungsposition bzw. dem montierten Zustand der Ladevorrichtung eine Verklemmung des Dichtungselements (z.B. eine Kompression einer Schaumdichtung oder dergleichen) zwischen Ladeeinheit, insbesondere der Wannenbaugruppe der Ladeeinheit, und der Docking Station, insbesondere dem Schutzdeckelgehäuse der Docking Station, bereitgestellt und insbesondere in dem montierten Zustand der Ladevorrichtung beibehalten werden lnsbesondere können die Stege, Ausnehmungen und das Verriegelungsmodul entsprechend dimensioniert und ausgelegt sein.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass der
Schutzgehäusedeckel bevorzugt von der oberen Ebene der Docking Station
zurückspringt, so dass die Seitenwände der Docking Station im montierten Zustand des Schutzgehäusedeckels diesen kragenförmig überragen. Dies ermöglicht es, durch die Seitenwände eine Abdichtung der Docking Station im montierten Zustand der Ladevorrichtung zu gewährleisten, indem beispielsweise in der Ladeeinheit korrespondierend zu den Seitenwänden als Dichtungselement umlaufende
Dichtlippen vorgesehen sind, die im montierten Zustand gegen die Ränder der Seitenwände gedrückt werden und dort aufgrund der zuvor beschriebenen Verriegelung gehalten werden. Dadurch, dass der Schutzgehäusedeckel zurückspringt, kann sichergestellt werden, dass die Dichtlippen vollständig die Seitenwände umgreifen.
Ein weiterer Aspekt der Anmeldung ist eine Ladestation. Die Ladestation umfasst mindestens eine Ladesäule mit einer Aufnahme. Die Ladestation umfasst mindestens eine in der Aufnahme anordnenbare zuvor beschriebene Ladevorrichtung.
Die Ladesäule kann einen Ladesäulenfuß und einen Ladesäulenkopf aufweisen. Bei einer derartigen Ladesäule ist insbesondere im Ladesäulenkopf eine Aufnahme vorgesehen, die von umlaufenden Seitenwänden umgeben sein kann ln dieser
Aufnahme kann die Docking Station angeordnet werden lnnerhalb dieser Aufnahme kann das Netzanschlusskabel in die Docking Station eingeführt sein.
Nach lnstallation der Docking Station in der Aufnahme kann sich zwischen der Seitenwand der Docking Station und der Aufnahme insbesondere ein Ringspalt bilden ln diesen Ringspalt kann eine Gehäusewand der Ladeeinheit eingreifen. Wird die Ladeeinheit mit der Docking Station in zuvor beschriebener Weise gekoppelt und insbesondere verriegelt, ist diese von oben auf die Docking Station aufgesetzt.
Umlaufende Seitenwände der Ladeeinheit können in den Ringspalt eingreifen, so dass von außen an der Ladesäule nicht erkennbar ist, dass die Ladeeinheit auf eine Docking Station aufgesetzt ist.
Auch kann der Ladesäulenkopf aus zwei einander gegenüberliegenden Frontflächen gebildet sein, die jeweils eine Aufnahme für jeweils eine Docking Station aufweisen können.
Die Ladeeinheit umfasst, wie bereits beschrieben wurde, ein Leistungsmodul (HPS Modul), ein Kommunikationsmodul (ECU Modul) und ein
Benutzerschnittstellenmodul (Ul Modul), wobei das Leistungsmodul eine erste Ladesteuerschaltung zur Ladesteuerung mit einem Elektrofahrzeug aufweist. Die Anforderungen an Ladeeinheiten können je nach Einsatzzweck höchst unterschiedlich sein. Dennoch ist es gewünscht, möglichst eine einheitliche Struktur einer Ladeeinheit zu schaffen, welche bedarfsgerecht angepasst werden kann lnsbesondere ist es zunächst notwendig, dass die Ladeeinheit grundlegende Ladesteuerfunktionen umfasst. Daher ist auf dem Leistungsmodul insbesondere eine erste
Ladesteuerschaltung angeordnet.
Zusatzfunktionen, wie beispielsweise erweiterte Ladefunktionalitäten, Abrechnungen, Kommunikation, Benutzerinteraktion und dergleichen können bedarfsweise erforderlich sein oder eben nicht. Aus diesem Grunde wird insbesondere
vorgeschlagen, dass ein Kommunikationsbus das Kommunikationsmodul und das Benutzerschnittstellenmodul mit dem Leistungsmodul verbindet. Über den
Kommunikationsbus kann bedarfsweise das Kommunikationsmodul und/oder das Benutzerschnittstellenmodul angekoppelt werden.
Die Funktion des Leistungsmoduls, insbesondere der Ladesteuerschaltung, ist hiervon zunächst einmal unabhängig, so dass die Ladeeinheit auch ohne ein an den
Kommunikationsbus angeschlossenes Kommunikationsmodul zur Bereitstellung von Ladefunktionalitäten eingerichtet sein kann. Wird das Kommunikationsmodul angekoppelt, so können weitergehende Funktionen, wie beispielsweise
Verschlüsselung von Abrechnungsdaten, Austausch von Ladeparametern,
Übermittlung von lnformationen und dergleichen, durch das Kommunikationsmodul zur Verfügung gestellt werden.
Es sei angemerkt, dass anmeldungsgemäße Einrichtungen, Module etc. aus
Hardwarekomponenten (z.B. Prozessoren, Schnittstellen, Speichermitteln etc.) und/oder Softwarekomponenten (z.B. durch einen Prozessor ausführbarer Code) gebildet sein können.
Die Merkmale der Ladevorrichtungen und Ladestationen sind frei miteinander kombinierbar lnsbesondere können Merkmale der Beschreibung und/oder der abhängigen Ansprüche, auch unter vollständiger oder teilweiser Umgehung von Merkmalen der unabhängigen Ansprüche, in Alleinstellung oder frei miteinander kombiniert eigenständig erfinderisch sein.
Es gibt nun eine Vielzahl von Möglichkeiten, die anmeldungsgemäße Ladevorrichtung und die anmeldungsgemäße Ladestation auszugestalten und weiterzuentwickeln. Hierzu sei einerseits verwiesen auf die den unabhängigen Patentansprüchen nachgeordneten Patentansprüche, andererseits auf die Beschreibung von
Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der Zeichnung ln der Zeichnung zeigt:
Fig. 1 eine schematische Ansicht einer Ladestation;
Fig. 2 eine Explosionszeichnung einer Ladestation mit Docking-Station und
Ladeeinheit;
Fig. 3 eine Ansicht einer geöffneten Docking-Station;
Fig. 4 eine Ansicht einer geschlossenen Docking-Station;
Fig. 5 eine Explosionsdarstellung einer Wannenbaugruppe einer Ladeeinheit;
Fig. 6 eine Wannenbaugruppe einer Ladeeinheit im teilweise
zusammengebauten Zustand;
Fig. 7 eine Wannenbaugruppe einer Ladeeinheit von unten;
Fig. 8a-c montierte Wannenbaugruppen einer Ladeeinheit ohne Deckel;
Fig. 9 eine Ansicht einer Deckelbaugruppe einer Ladeeinheit;
Fig. 10 eine Unteransicht einer Deckelbaugruppe einer Ladeeinheit; Fig. 11 eine Schnitansicht einer Deckelbaugruppe einer Ladeeinheit,
Fig. 12 eine schematische Ansicht eines Ausführungsbeispiels eines
Verrieglungsmoduls,
Fig. 13 eine schematische Ansicht eines Ausführungsbeispiels einer Ladeeinheit mit einem Verrieglungsmodul in einer geöffneten Position,
Fig. 14 eine schematische Ansicht eines Ausführungsbeispiels der Ladeeinheit mit dem Verrieglungsmodul in einer Verriegelungsposition,
Fig. 15 eine schematische Ansicht eines Ausführungsbeispiels der Ladeeinheit mit dem Verrieglungsmodul in einer Verriegelungszwischenposition,
Fig. 16 eine schematische Detailansicht eines Stegs,
Fig. 17 eine schematische Ansicht eines Ausführungsbeispiels einer Docking
Station mit einem Verrieglungsmodul,
Fig. 18 eine schematische Detailansicht eines Stegs in einem verriegelten
Zustand, und
Fig. 19 eine schematische Ansicht eines Ausführungsbeispiels der Docking
Station mit einem Verrieglungsmodul.
Figur 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Ladestation 2 in Form einer Ladesäule 2, mit einem Kopf, in dem eine Aufnahme 2a vorgesehen ist. Die Aufnahme 2a der Ladesäule 2 ist zur Aufnahme einer Docking Station 4 und einer Ladeeinheit 6 vorgesehen. Die Docking Station 4 kann in einer nicht näher beschriebenen Weise in der Aufnahme 2a fixiert werden. Die Ladesäule 2 kann einen elektrischen Anschluss zu einem (nicht gezeigten) Energieversorgungsnetz oder einer anderen Energiequelle (z.B. elektrischer
Erzeuger) aufweisen, wobei der Anschluss mit der Docking Station 4 verbunden sein kann.
Die Ladeeinheit 6 kann ein Gehäuse 29 mit einem Deckel 27 aufweisen lnsbesondere kann die Ladeeinheit 6 als Baugruppe, umfassend eine Wannenbaugruppe und eine Deckelbaugruppe, welche nachfolgend noch näher beschrieben werden,
zusammengebaut sein und auf die Docking Station 4 aufgesetzt und vorzugweise an der Docking Station 4 mechanisch fixiert werden, wie noch näher ausgeführt wird.
Zusammen mit der mechanischen Fixierung kann die Ladeeinheit 6 elektrisch mit der Docking Station 4 über eine/n Stecker/Buchse gekoppelt sein. Eine
kommunikationstechnische Kopplung zwischen der Docking Station 4 und der
Ladeeinheit 6 kann über zumindest ein Patch-Kabel oder dergleichen erfolgen. Auch dies kann zusammen mit der mechanischen Fixierung erfolgen. ln einem eingebauten Zustand ist die Docking Station 4 vorzugsweise vollständig in der Aufnahme 2a aufgenommen und die Ladeeinheit 6 umgreift insbesondere den äußeren Rand der Docking Station 4 (im Wesentlichen) vollständig. Mit ihren
Seitenrändern kann die Ladeeinheit 6 ebenfalls zumindest in Teilen in der Aufnahme 2a eingelassen sein. Die Docking Station 4 kann bedarfsweise auch unmittelbar auf einer Wand montiert werden, ohne dass die Ladesäule 2 mit der Aufnahme 2a notwendig ist. Auch dann sind die Seitenwände der Docking Station 4 vorzugsweise zumindest teilweise von Seitenwänden der Ladeeinheit 6 umgriffen. Wie der Figur 1 ferner zu entnehmen ist, sind die Grundflächen von Docking Station 4 und Ladeeinheit 6 in etwa kongruent zueinander, so dass im montierten Zustand, von vorne betrachtet, die Ladeeinheit 6 die Docking Station 4 vollständig abdeckt.
Vorliegend bilden die Docking Station 4 und die Ladeeinheit 6 eine
anmeldungsgemäße Ladevorrichtung 3.
Der modulare Aufbau der Ladevorrichtung 3 in Form der Docking Station 4 und der Ladeeinheit 6 ist beispielhaft in der Figur 2 näher dargestellt. ln der Figur 2 ist zunächst die Docking Station 4 gezeigt, welche eine Kabeleinführung 8 in einer Seitenwand 10 aufweisen kann. Die Docking Station 4 ist durch einen Schutzgehäusedeckel 12 zumindest teilweise auf der der Ladeeinheit 6 zugewandten Seite verschlossen ln dem Schutzgehäusedeckel 12 ist mindestens eine Ausnehmung 14a, 14b vorgesehen, welche nachfolgend noch näher beschrieben wird.
Die Ladeeinheit 6 kann vorzugsweise aus einer Wannenbaugruppe 20 und einer Deckelbaugruppe 26 gebildet sein, wobei die äußeren Wände dieser Baugruppen das Gehäuse 29 bilden (z.B. Wannenboden 41, umlaufende Seitenwand 39 und Deckel 27). Es versteht sich, dass bei anderen Varianten der Anmeldung das Gehäuse einer Ladeeinheit auch in anderer Form gebildet sein kann.
Die Docking Station 4 verfügt über eine Mehrzahl von Ausnehmungen 16,
insbesondere in Form von Öffnungen 16. Beispielsweise können zwischen dem
Schutzgehäusedeckel 12 und der Seitenwand 10 der Docking Station 4 Öffnungen 16 vorgesehen sein. Durch diese Öffnungen 16 kann insbesondere eine entsprechende Mehrzahl von Stegen 18 der Ladeeinheit 4, insbesondere der Wannenbaugruppe 20, in die Docking Station 4 eingeführt werden, so dass die Wannenbaugruppe 20 und damit die Ladeeinheit 6 über die Stege 18 an der Docking Station 4 fixiert werden kann, wie nachfolgend noch näher beschrieben wird. Wie bereits erläutert, kann die Wannenbaugruppe 20 mit der Docking Station 4 gekoppelt werden. Die Wannenbaugruppe 20 ist Teil der Ladeeinheit 6, welche zusätzlich die Deckelbaugruppe 26 aufweisen kann. Die Wannenbaugruppe 20 kann insbesondere ein Leistungsmodul 22 sowie eine Ladebuchse 24 aufnehmen. Die Wannenbaugruppe 20 ist bodenseitig mit einem Boden 41 im Wesentlichen verschlossen und wird deckelseitig durch die Deckelbaugruppe 26, insbesondere den Deckel 27, verschlossen.
Bei anderen Varianten der Anmeldung kann ein Leistungsmodul auch in einem anderen Element der Ladestation angeordnet sein.
Vorzugsweise über Rastelemente 28 lässt sich die Deckelbaugruppe 26 an
korrespondierenden Rastelementen 30 in der umlaufenden Seitenwand 39 der Wannenbaugruppe 20 fixieren. Die Deckelbaugruppe 26 kann in ihrem Deckel 27 einen Shutter 32 und/oder Bedienelemente, wie beispielsweise ein Display 96, aufweisen. lm gefügten bzw. verbauten Zustand ist die Deckelbaugruppe 26 mit der
Wannenbaugruppe 20 mechanisch gefügt und verschließt somit die
Wannenbaugruppe 20 auf einer Oberseite. Bodenseitig ist die Wannenbaugruppe 20 mit der Docking Station 4 gefügt und über die Seitenwände 10 der Docking Station 4 kann bei einer hergestellten Verriegelung durch ein Verriegelungsmodul eine Abdichtung zwischen der Docking Station 4 und der Wannenbaugruppe 20 erfolgen, wie noch näher beschrieben wird.
Zwischen der Deckelbaugruppe 26 und der Wannenbaugruppe 20 kann eine
Abdichtung entlang des äußeren Randes erfolgen, welcher der Deckelbaugruppe 26 zugewandt ist.
Die Docking Station 4 dient insbesondere als Anschlussebene und kann unabhängig von der Ladeeinheit 6 an ein Energieversorgungsnetz oder eine andere Energiequelle angeschlossen werden. Solange die Ladeeinheit 6 nicht mit der Docking Station 4 gekoppelt ist, ist diese spannungsfrei. Über eine mechanische Kopplung der
Ladeeinheit 6 mit der Docking Station 4 wird die Ladeeinheit 6 mit dem
Energieversorgungsnetz insbesondere auch elektrisch verbunden. Die Ladeeinheit 6 kann als Versorgungsebene verstanden werden, welche vorliegend Ladetechnik, Kommunikationstechnik und sonstige„lntelligenz" aufweisen kann.
Dieser modulare Aufbau der Ladevorrichtung 3 ermöglicht es insbesondere, zunächst die Docking Station 4 durch einen hierfür qualifizierten Monteur zu montieren, ohne die Notwendigkeit, unmittelbar eine Ladeeinheit 6 montieren zu müssen.
Die Ladeeinheit 6 kann zu einem beliebigen späteren Zeitpunkt auch durch einen technischen Laien besonders einfach, mechanisch werkzeuglos mit der Docking Station 4 gekoppelt werden, wodurch dann automatisch die Ladeeinheit 6
elektrifiziert wird. Die dargestellte Ladeeinheit 6 ist durch ihre spezielle Gestaltung aus Wannenbaugruppe 20 und Deckelbaugruppe 26, wie bereits zuvor erläutert, besonders flexibel und modular und lässt sich an den jeweiligen Einsatzzweck koppeln.
Eine beispielhafte Docking Station 4 ist in der Figur 3 näher dargestellt. Die dargestellte Docking Station 4 verfügt über einen Boden und Seitenwände 32 und in den vier Eckbereichen 17 jeweils über eine Ausnehmung 16. Eine Ausnehmung 16 ist eingerichtet zum Aufnehmen eines zu der jeweiligen Ausnehmung 16
korrespondierenden Stegs 18 einer Ladeeinheit 6.
Auf dem Boden der Docking Station 4 ist vorliegend ein Mains-Board 34 und ein lnterface-Board 36 angeordnet. Auf dem Mains-Board 34 ist eine Anschlussleiste 38 zum Anschluss eines Energieversorgungskabels vorgesehen.
An den Seitenwänden 32 und/oder dem Boden können Skalenstriche 40 vorgesehen sein. Neben der Anschlussleiste 38 ist auf dem Mains-Board 34 noch ein
Leistungsanschluss 42 als Buchse angeordnet.
Darüber hinaus ist vorliegend zwischen den Seitenwänden 32 eine Aufnahme 44 vorgesehen. Die Aufnahme 44 ist durch einen Deckel verschließbar ln der Aufnahme 44 kann ein Messgerät, z.B. ein Smart Meter oder ein iMS, rastend verankert werden. Nicht dargestellt sind Kabeldurchführungen durch die Seitenwände der Aufnahme 44, um das Messgerät zu verdrahten. Die Aufnahme 44 lässt sich über geeignete
Bohrungen verplomben, was nicht näher dargestellt ist.
Auf einem lnterface Board 36 sind Anschlüsse 46, 48 für ein Netzwerkkabel sowie für einen CAN (Controller Area Network) Bus und/oder einen GP10 (General Purpose lnput/Output-Bus) Bus vorgesehen. Darüber hinaus können noch Anschlussbuchsen für eine Verbindung mit den Modulen, die innerhalb der Ladeeinheit 6 angeordnet sind, vorgesehen sein.
Die externe Verdrahtung mit einem lokalen Netz kann über eine Anschlussleiste erfolgen, welche dann z.B. über eine RJ45-Buchse abgreifbar ist. Hier sind
insbesondere ausreichend Kontakte vorgesehen, um zumindest zwei voneinander unabhängige lokale Netzwerke anzuschließen. Dabei kann beispielsweise ein erstes lokales Netzwerk mit einer Zentrale gebildet werden und ein zweites lokales
Netzwerk zwischen Master- und Slave Einheiten, also zwischen einer Ladeeinheit mit einem Master Controller mit zumindest einer, bevorzugt mehreren Ladeeinheiten mit nur einem Slave Controller. Die beiden lokalen Netzwerke können gemeinsam über ein einziges Patchkabel mit der Ladeeinheit 6 bzw. den darin angeordneten Modulen verbunden werden.
Zur lnstallation der Docking Station 4 wird diese zunächst mechanisch entweder in der Aufnahme 2a fixiert oder beispielsweise an einer Wand verschraubt.
Anschließend wird durch die Kabeleinführung 8 ein mehradriges Energiekabel in das lnnere der Docking Station 4 eingeführt. Dieses Kabel hat insbesondere große
Kabelquerschnitte und eine starre Kabelseele. Daher sind die Kabel in der Regel schwer verarbeitbar.
Um sicherzustellen, dass die Kabel stets in der richtigen Länge abgelängt werden, kann der Monteur das Kabel an die Skala 40 anlegen und unmittelbar ablängen.
Dadurch kann der Monteur das Anschlusskabel korrekt konfektionieren, so dass er es im Anschluss ohne Probleme auf die Anschlussleiste 38 auflegen kann.
Je nach Konfektionierung kann in der Aufnahme 44 ein Messgerät angeordnet werden. Dieses Messgerät wird ausgehend von der Anschlussleiste 38 über flexible Kabel verdrahtet. Ausgehend von dem Messgerät erfolgt erneut eine Verkabelung über flexible Kabel mit einem Leistungsanschluss 42. lst kein Messgerät verbaut, so erfolgt unmittelbar eine Verdrahtung über ein flexibles Kabel zwischen der Anschlussleiste 38 und dem Leistungsanschluss 42. An dem Leistungsanschluss 42 ist ebenfalls eine Anschlussleiste zur Aufnahme der jeweiligen Kabel vorgesehen.
Über die Kabeleinführung 8 kann ein Netzwerkkabel ebenfalls in das Gehäuse der Docking Station 4 eingeführt werden und auf die Anschlüsse 48 aufgelegt werden.
Nachdem die elektrische Verdrahtung vorgenommen wurde, erfolgt ein Verschließen des Gehäuses der Docking Station 4, wie in der Figur 4 beispielhaft dargestellt ist, durch einen Schutzgehäusedeckel 12. ln der Figur 4 ist zu erkennen, dass der Schutzgehäusedeckel 12 neben der
Ausnehmung 14a für den Leistungsanschluss 42 zumindest eine weitere Ausnehmung 14b für die Kommunikationsanschlüsse des lnterface Boards 36 aufweist,
insbesondere einen RJ45-Stecker sowie einen GPlO-Stecker und einen CAN-Bus- Stecker. Über die RJ45-Buchse 46 kann ein RJ45-Stecker eine Verbindung mit zwei voneinander getrennten LAN-Netzen aufnehmen. An den Seitenrändern des Schutzgehäusedeckels 12 sind vorliegend zudem die zuvor beschriebenen Öffnungen 16 bzw. Ausnehmungen 16 vorgesehen. Die Öffnungen 16 befinden sich gemäß dem dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispiel zwischen dem Schutzgehäusedeckell2 und der Seitenwand 10 der Docking Station 4. Durch die Öffnungen 16 lassen sich die Stege 18 der Wannenbaugruppe 20 in die Docking- Station 4 einstecken, so dass diese Stege 18 insbesondere vollständig von der
Seitenwand 10 der Docking-Station 4 (in einer Verrastposition) aufgenommen sind. Durch ein Verriegelungsmodul, das noch näher beschrieben wird, ist die Ladeeinheit 6 durch die Wannenbaugruppe 20 innerhalb der Docking-Station 4 im montierten Zustand mechanisch verankert.
Nachdem die Docking Station 4 in der gezeigten Art und Weise installiert wurde, kann diese, geschützt durch den Schutzgehäusedeckel 12, zunächst unbestückt bleiben und zu einem beliebigen späteren Zeitpunkt mit einer Ladeeinheit 6, beispielsweise aufweisend eine Wannenbaugruppe 20 und eine Deckelbaugruppe 26, bestückt werden.
Eine Wannenbaugruppe 20 ist in einer Ausstattungsvariante in der Figur 5 näher dargestellt.
Die Wannenbaugruppe 20 weist ein Gehäuse 29 mit Seitenwänden 39 bzw. einer umlaufenden Seitenwand 39 und einen Boden 41 auf. lm Bereich der Seitenwände 39, respektive des Bodens 41, kann vorzugsweise ein Leistungsmodul 50 bodenseitig angeordnet und insbesondere in der Wannenbaugruppe 20 mechanisch verankert werden. Das Leistungsmodul 50 kann insbesondere als Leiterplatte mit darauf angeordneten Bauelementen und/oder darin integrierten Bauelementen gebildet sein.
Das Leistungsmodul 50 hat vorzugsweise einen Ladeanschluss 52 sowie eine
Ladesteuerschaltung 54. Auf der Unterseite des Leistungsmoduls 50, wie ebenfalls in der Figur 5 dargestellt, ist insbesondere ein Stecker 56 angeordnet, welcher zu der Buchse des Leistungsanschlusses 42 der Docking Station 4 korrespondiert. Umlaufend um den Stecker 56 ist vorliegend ein Kragen 58 angeordnet. Der Kragen 58 weist von der Oberfläche der Leiterplatte des Leistungsmoduls 50 fort lnsbesondere hat der Kragen 58 eine Erstreckung in diese Richtung, die größer ist, als die längste
Erstreckung eines jeden Kontaktes des Steckers 56.
Auf den Leistungsmodul 50 können weitere Komponenten zur Leistungsüberwachung und/oder Leistungssteuerung vorgesehen sein. Darüber hinaus ist ein Anschluss 60 für einen Kommunikationsbus auf dem Leistungsmodul 50 angeordnet.
Der Anschluss 60 für den Kommunikationsbus ermöglicht es, den
Kommunikationsbus mit dem Leistungsmodul 50 zu verbinden. Der
Kommunikationsbus kann in der Art von Plug-and-Play sowohl ein
Kommunikationsmodul als auch ein Benutzerschnittstellenmodul, welche
nachfolgend noch beschrieben werden, aufnehmen und mit dem Leistungsmodul 50 verbinden. Dies ermöglicht es, das Leistungsmodul 50 mit Hilfe des
Kommunikationsmoduls und/oder des Benutzerschnittstellenmoduls modular zu ergänzen, um bedarfsweise die Ladeeinheit 6 an die jeweiligen Anforderungen anpassen zu können.
Das Leistungsmodul 50 ist insbesondere in einem ersten Bereich des Bodens 41 angeordnet ln einem zweiten Bereich des Bodens 41 ist vorliegend ein Fixiermittel 62 vorgesehen, welches aus kammartig zueinander angeordneten Flanschen mit zueinander fluchtenden Öffnungen gebildet ist. Das dargestellte Fixiermittel 62 ist aus zwei einander gegenüberliegenden kammartigen Strukturen gebildet, welche eine Öffnung 64 im Boden 41 einfassen. Das mindestens eine Fixiermittel 62
korrespondiert zu mindestens einem Fixiermittel 66 eines Aufnahmekörpers 68 für eine Ladebuchse 70.
Die Ladebuchse 70 ist im montierten Zustand unmittelbar über der Öffnung 64 angeordnet. Durch die Öffnung 64 ist es möglich, von der Unterseite der Wannenbaugruppe 20, durch den Boden 41 eine manuelle Notentriegelung an der Ladebuchse 70 vorzunehmen.
Zur Montage des Befestigungskörpers 68 an der Wannenbaugruppe 20 wird der Montagekörper 68 mit seinen Fixiermitteln 66 zu den Fixiermitteln 62 so
ausgerichtet, dass Stifte 72 durch die zueinander fluchtenden Öffnungen geschoben werden können. Dadurch fixieren die Stifte 72 den Aufnahmekörper 68 an dem Gehäuse der Wannenbaugruppe 20. ln einem teilmontierten Zustand ist das Leistungsmodul 50 bodenseitig in die
Wannenbaugruppe 20 eingesetzt, wie die beispielhaft Figur 6 zeigt. Hierbei wird der Stecker 56 samt Kragen 58 durch die bodenseitige Öffnung 74 gesteckt. Das
Leistungsmodul 50 ist mechanisch mit dem Gehäuse 29 der Wannenbaugruppe 20 verrastet und kann darin insbesondere schwimmend gelagert sein.
Alternativ oder kommutativ dazu ist es möglich, dass das Mains-Board 34 in dem Gehäuse der Docking-Station 4 schwimmend gelagert ist. Die schwimmende Lagerung hat den Vorteil, dass sich bei einer mechanischen Montage der Wannenbaugruppe 20 auf die Docking Station 4 der Stecker 56 selbstständig zu der Buchse des
Leistungsanschlusses 42 ausrichten kann. Dies erhöht die Bedienbarkeit und erleichtert insbesondere die Montage bzw. Befestigung der Ladeeinheit 6 an der Docking Station 4 durch einen Laien.
Die Unterseite der Wannenbaugruppe 20 ist in der Figur 7 beispielhaft dargestellt. Zu erkennen ist, dass die Ladeeinheit 6 eine Mehrzahl von Stegen 18 aufweist
lnsbesondere ist in jedem Eckbereich 19 der Ladeeinheit 6, insbesondere der
Wannenbaugruppe 20, jeweils ein Steg 18 angeordnet. Damit korrespondiert die jeweilige Position der Stege 18 zu der Position der Ausnehmungen (vgl. Fig. 3). lnsbesondere ist in der Figur 7 zu erkennen, dass die Stege 18 vom Boden 41 wegweisend aus der Wannenbaugruppe 20 herausragen. Ferner ist der Kragen 58 mit dem Stecker 56 zu erkennen, wie er durch die Öffnung 74 ragt.
Der Kragen 58 kommt im montierten Zustand der Ladevorrichtung 3 in Eingriff mit der Öffnung 14a. ln der Öffnung 14a ist, wie in der Figur 4 zu erkennen ist,
insbesondere ein Ringspalt 74, welcher zwischen der Buchse des
Leistungsanschlusses 42 und einem in das lnnere des Gehäuses der Docking-Station 4 ragenden Kragen 78 gebildet. Durch den Kragen 78 wird ein Berührschutz der Docking Station 4 erreicht.
Während der Montage wird die Wannenbaugruppe 20 auf die Docking-Station 4 aufgesetzt, wobei, wie der Kombination der Figuren 4 und 7 zu entnehmen ist, der Kragen 58 dabei in den Ringspalt 76 gleitet. Der Kragen 58 gelangt in den Ringspalt 76, bevor ein Kontakt des Steckers 56 in elektrischen Kontakt mit einem Kontakt der Buchse des Leistungsanschlusses 42 kommt. Dies verhindert, dass es bei der Montage der Wannenbaugruppe 20 auf die Docking-Station 4 zu einem elektrischen Schlag kommen kann. Zudem wird die Ladeeinheit 6 derart ausgerichtet, dass die Stege 18 in die korrespondierenden Ausnehmungen eingreifen können.
Der Aufnahmekörper 68 ist insbesondere dergestalt, dass er zur Aufnahme
verschiedenster Ladebuchsen 70 eingerichtet ist oder anders gesagt, verschiedenste Ladebuchsen 70 können mit verschiedenen Aufnahmekörpern 68 ausgestattet sein, wobei jeweils die Fixiermittel 66 zueinander einen gleichen Abstand haben und somit eine einheitliche mechanische Schnittstelle zu den Fixiermitteln 62 bilden. Dies führt dazu, dass in ein und derselben Wannenbaugruppe 20 verschiedenste Ladebuchsen 70 installiert werden können, wie sich aus den Figuren 8a-c ergibt.
Dort ist zu erkennen, dass die Fixiermittel 62, 64 ineinander greifen und über die Stifte 72 miteinander mechanisch verrastet sind. Die Figur 8a zeigt einen Aufnahmekörper 68 mit einer CCS-Ladebuchse 70 nach 1EC 62196, Figur 8b zeigt einen Aufnahmekörper 68 mit einer Chademo Ladebuchse 70 und Figur 8c zeigt einen Aufnahmekörper 68 mit einer Typ2-Ladebuchse 70 nach 1EC 62196-2.
Wie in den Figuren 8a-c zu erkennen ist, ermöglicht es der Aufnahmekörper 68 verschiedenste Ladebuchsen 70 aufzunehmen, ohne eine konstruktive Änderung an dem Gehäuse der Wannenbaugruppe 20 vornehmen zu müssen.
Die Ladebuchsen 70 müssen nicht zwingend elektrisch mit dem Ladeanschluss 52 verbunden werden, sondern können auch potentialfrei bleiben ln diesem Fall können die Ladebuchsen 70 als„Steckergarage" dienen. Der Ladeauslass 52 kann elektrisch mit einem fest an dem Gehäuse der Wannenbaugruppe 20 angeschlagenen Ladekabel verbunden werden. Das Ladekabel kann im Bereich eines Rücksprungs 80 in der Seitenwand der Wannenbaugruppe 20 herausgeführt sein.
Wird kein fest angeschlagenes Kabel verwendet, so kann die Ladebuchse 70 über den Ladeanschluss 52 elektrisch mit der Ladesteuerschaltung 54 verbunden werden. Der Ladeanschluss 52 verfügt über drei Anschlüsse für jeweils eine Phase auf einer Anschlussleiste, einer weiteren Anschlussleiste mit zwei Anschlüssen für den
Nullleiter und den Schutzleiter und gegebenenfalls über eine Anschlussbuchse für einen Plug Present (PP) Kontakt und einen Pilotleiter (CP) Kontakt.
Zur lnstallation der Ladebuchse 70 wird der Aufnahmekörper 68 an der
Wannenbaugruppe 20 angeordnet, über vorkonfektionierte Kabel wird die
Ladebuchse 70 mit den jeweiligen Anschlüssen des Ladeauslasses 52 verbunden und anschließend wird der Aufnahmekörper 68 über die Stifte 72 in der
Wannenbaugruppe 20 fixiert.
Die Ladeeinheit 6 umfasst neben der Wannenbaugruppe 20 auch die
Deckelbaugruppe 26, wie sie in der Figur 9 beispielhaft dargestellt ist. Die Oberseite der Deckelbaugruppe 26 ist insbesondere als Deckel 27 gebildet und kann optional verschiedenste Bedienelemente 82 und/oder einen Shutter 84 auf einer Oberseite aufweisen. Seitlich der Deckelbaugruppe 26, an dessen Seitenrändern, können
Rastelemente 86 vorgesehen sein, welche mit den inneren Seitenwänden der
Wannenbaugruppe 20 in Eingriff gelangen können. Hierdurch lässt sich die
Deckelbaugruppe 26 auf der Wannenbaugruppe 20 montieren.
Die Rastelemente 86 können so gestaltet sein, dass sie an den Seitenwänden der Wannenbaugruppe 20 verrasten und insbesondere nur dann zerstörungsfrei gelöst werden können, wenn sie von der Unterseite, ausgehend von dem Boden 41 der Wannenbaugruppe 20, gelöst werden. Dies verhindert, dass die Deckelbaugruppe 26 von der Wannenbaugruppe 20 gelöst wird, während die Wannenbaugruppe 20 noch elektrisch mit dem Mains-Board 34 der Docking-Station 4 verbunden ist.
Rückseitig der Deckelbaugruppe 26 ist, wie in Figur 10 beispielhaft gezeigt, der Shutter 84 so gelagert, dass er in einer Bewegungsrichtung 88 bewegt werden kann, um die Ladebuchse 70 freizugeben. Der Shutter 84 ist, wie in der Figur 11 zu erkennen, über eine Feder 98 federbelastet, so dass dieser automatisch in die gezeigte geschlossene Position verfährt. ln einem weiteren Bereich sind in dem Gehäuse 29 der Ladeeinheit 6, vorzugsweise, wie in Figur 11 dargestellt, in der Deckelbaugruppe 26 ein Kommunikationsmodul 90 und ein Benutzerschnittstellenmodul 92 angeordnet. Das Kommunikationsmodul 90 als auch das Benutzerschnittstellenmodul 92 können an der Deckelbaugruppe 26 bzw. dessen Gehäuse 29 mechanisch fixiert werden.
Das Kommunikationsmodul 90 ist insbesondere eingerichtet, für die Ladeeinheit 6, insbesondere für die Ladestation, eine (Fernfeld- und/oder Nahfeld-) Kommunikation bereitzustellen lnsbesondere kann das Kommunikationsmodul 90 eine
Kommunikationsantenne aufweisen, um eine drahtlose Kommunikation mit entfernt von der Ladestation positionierten Geräten (z.B. Backendsystem, mobiles Nutzerendgerät etc.) durchführen zu können. Die mindestens eine
Kommunikationsantenne kann eine Fernfeldantenne oder eine Nahfeldantenne sein, beispielsweise eine LTE Antenne, GSM Antenne, WLAN Antenne, Bluetooth Antenne und/oder GPS Antenne.
Das Kommunikationsmodul 90 ist (für eine interne Kommunikation) vorzugsweise über den Kommunikationsbus mit dem Leistungsmodul 50 und insbesondere dem Benutzerschnittstellenmodul 92 verbunden.
Das Kommunikationsmodul 90 kann darüber hinaus optional eine nicht näher dargestellte Ladesteuerschaltung aufweisen, die elektrischen Zugriff auf den
Ladeanschluss 52 hat. Die Ladesteuerschaltung kann die Ladesteuerschaltung 54 überregeln oder zumindest mit dieser gekoppelt sein, so dass die beiden
Ladesteuerschaltungen koordiniert eine Steuerung eines Ladevorgangs vornehmen können.
Figur 11 zeigt eine bevorzugte Ausführungsanordnung des Kommunikationsmoduls 90 und des Benutzerschnittstellenmoduls 92 in dem Gehäuse 29, vorzugsweise in der Deckelbaugruppe 26. Das Benutzerschnittstellenmodul 92 ist insbesondere der lnnenseite des Deckels 27 zugewandt und vorzugsweise mechanisch an dem Gehäuse 29 der Deckelbaugruppe 26 über z.B. Klick-Verbindungen 94 verbunden. Das
Kommunikationsmodul 90 ist seinerseits ebenfalls über nicht näher dargestellte Verbindungen mit dem Gehäuse 29 der Deckelbaugruppe 26 verbunden. Ausgehend von dem Deckel 27 sind zunächst das Benutzerschnittstellenmodul 92 und dann das Kommunikationsmodul 90 gestapelt angeordnet.
Die mindestens eine auf dem Kommunikationsmodul 90 angeordnete (nicht gezeigte) Kommunikationsantenne kann, ausgehend von dem Deckel 27, durch das
Benutzerschnittstellenmodul 92 zumindest teilweise, vorzugsweise überwiegend, unverdeckt sein lnsbesondere kann zumindest 50 % der Antennenfläche der
Kommunikationsantenne, vorzugsweise zumindest 70 % der Antennenfläche der Kommunikationsantenne, insbesondere bevorzugt 100 % der Antennenfläche der Kommunikationsantenne, unverdeckt sein.
Das Benutzerschnittstellenmodul 92 ist vorzugsweise ortsfest zu der lnnenseite der Deckelbaugruppe 26 angeordnet, so dass eine exakte Positionierung des mindestens einen Bauelements des Benutzerschnittstellenmoduls 92, insbesondere der
mindestens einen Benutzerschnittstellenantenne, zu dem Deckel 27 bzw. der
Oberseite 27 der Deckelbaugruppe 26 gewährleistet ist. lnsbesondere ein Display 96 kann als Option in der Deckelbaugruppe 26 angeordnet sein und über das
Benutzerschnittstellenmodul 92 und/oder das Kommunikationsmodul 90 angesteuert werden.
Die Figur 12 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Verriegelungsmoduls 5 gemäß der vorliegenden Anmeldung. Vorliegend ist das Verriegelungsmodul 5 als
Verriegelungsbügel 5 gebildet. Ein Verriegelungsbügel 5 kann insbesondere U-förmig gebildet sein und vorzugsweise zwei im Wesentlichen parallel zueinander verlaufende Schenkel 7, 9 und im Wesentlichen identisch dimensionierte Schenkel 7, 9 aufweisen, die über ein Verbindungselement 11 miteinander verbunden sind.
Das Verbindungselement 11 stellt vorzugsweise ein/eine Griffelement bzw. -funktion bereit, welche/s von einem Nutzer betätigt werden kann, um das
Verriegelungselement zwischen einer Verriegelungsposition und einer geöffneten Position zu bewegen.
Darüber hinaus weist das Verriegelungsmodul 5 eine Mehrzahl von zweiten
Verriegelungselementen 13, insbesondere Verrastelementen 13, auf. Vorliegend sind die Verriegelungselemente 13 als Ausnehmungen 13 bzw. Öffnungen 13 in den
Schenkeln 7, 9 gebildet. lm vorliegenden Ausführungsbeispiel sind vier Verriegelungselemente 13 vorgesehen, deren jeweilige Position zu den Positionen der Ausnehmungen 16 der Docking Station 4 und zu den Positionen der Stege 18 der Ladeeinheit 6 korrespondieren, um so eine Fixierung der Stege 18 an der Docking Station 4 zu ermöglichen, wie noch näher beschrieben wird.
Figur 13 zeigt eine schematische Ansicht eines Ausführungsbeispiels einer
Ladeeinheit 6, insbesondere einer Wannenbaugruppe 20, mit einem
Verrieglungsmodul 5 in einer geöffneten Position. Hierbei sei angemerkt, dass zu Gunsten einer besseren Übersicht die Docking Station 4, an der die Ladeeinheit 6 durch das Verrieglungsmodul 5 fixiert wird, nicht dargestellt ist.
Ein Steg 18 ist an dem Boden der Wannenbaugruppe 20 über einen Stegabschnitt 25 befestigt. An den Stegabschnitt 25 schließt sich als erstes Verriegelungselement 21, 23 vorliegend ein Zapfenabschnitt 23 und dann ein Verriegelungskopf 21 an. Die Dicke bzw. der Außendurchmesser des Zapfenabschnitts 23 ist geringer als die Dicke bzw. der Außendurchmesser des Verriegelungskopfes 21. Die Dicke bzw. der
Außendurchmesser des Zapfenabschnitts 23 korrespondiert hierbei mit dem
Durchmesser einer entsprechenden Ausnehmung 13, so dass der Zapfenabschnitt 23 in die Ausnehmung einführbar ist. Der Außendurchmesser des Zapfenabschnitts 23 ist jedoch geringer als der Außendurchmesser des Verriegelungskopfes 21. ln der dargestellten geöffneten Position erlaubt das Verriegelungsmodul 5 ein
Einsetzen der Stege 18 in die (nicht dargestellten) Ausnehmungen der Docking Station 4 derart, dass die Stege 18 eine Verrastposition erreichen bzw. sich in dieser befinden.
Figur 14 zeigt das Ausführungsbeispiel nach Figur 13, bei dem sich das
Verrieglungsmodul 5 in einer Verriegelungsposition befindet lnsbesondere kann aus den Figuren 13 und 14 entnommen werden, dass durch eine Bewegung des
Verrieglungsmoduls 5 von der geöffneten Position (Fig. 13) in die
Verriegelungsposition (entlang einer Geraden) (Fig. 14) die Stege 18 fixiert werden lnsbesondere hintergreifen die jeweiligen Ausnehmungen 13 die jeweiligen
Verriegelungsköpfe 23 und fixieren hierdurch die Stege 18 an der Docking Station 4 formschlüssig lnsbesondere ist eine Bewegung der Stege 18 in einer Richtung längs der Stegachse aufgrund der Verrastung der ersten und zweiten
Verriegelungselemente miteinander blockiert, so dass die Stege 18 nicht aus den jeweiligen Ausnehmungen 16 (ohne ein Bewegen des Verrieglungsmoduls 5 von der Verriegelungsposition in die geöffneten Position) herausgeführt werden können.
Figur 15 zeigt eine schematische Ansicht des Ausführungsbeispiels der Ladeeinheit 6 entsprechend den Figuren 13 und 14 mit dem Verrieglungsmodul 5 in einer optionalen Verriegelungszwischenposition. Wie zu erkennen ist, sind die
Ausnehmungen 13a, 13b so gebildet, dass in der Verriegelungszwischenposition nur die ersten Ausnehmungen 13a die ersten Stege 18a formschlüssig fixieren, während die zweiten Stege 18b noch nicht durch die zweiten Ausnehmungen 13b verriegelt sind.
Dies erlaubt es einem Nutzer bei der Montierung der Ladeeinheit 6 zunächst, durch Aufwenden einer Kraft im vorliegend unteren Bereich, die ersten Stege 18a in entsprechende (nicht dargestellte) Ausnehmungen der Docking Station einzuführen, bis sie die Verrastposition erreichen. Die weiteren Stege 18b müssen die
Verrastposition noch nicht erreicht haben, jedoch kann das Verriegelungsmodul 5 bereits von der geöffneten Position in die dargestellte Verriegelungszwischenposition bewegt werden, um die ersten Stege 18a an der Docking Station durch die
Ausnehmungen 13a zu verrasten.
Anschließend kann der Nutzer, durch Aufwenden einer Kraft im vorliegend oberen Bereich, die zweiten Stege 18b in entsprechende (nicht dargestellte) Ausnehmungen der Docking Station einzuführen, bis sie die Verrastposition erreichen. Dann kann das Verriegelungsmodul weiter bewegt werden bis zu der in Figur 14 dargestellten Verriegelungs(end)position, in der sämtliche Stege 18 an der Docking Station formschlüssig fixiert sind. Eine besonders einfache Montage der Ladevorrichtung 3 kann bereitgestellt werden. Figur 16 zeigt beispielhaft eine schematische Detailansicht eines Stegs. Der Steg 18 kann eine im Wesentlichen rechteckförmige Grundfläche aufweisen. Um ein
Einrutschen bzw. ein Einstecken der Stege 18, insbesondere des Zapfenabschnitts 23, in die jeweilige Ausnehmung 13 zu unterstützen, weist der Verriegelungskopf vorzugsweise eine abgeschrägte Fläche 55 auf.
Die abgeschrägte Fläche 55 ist insbesondere an der Seite des Verriegelungskopfes 21 angeordnet, die in der geöffneten Position des Verriegelungsmoduls 5 dem
(jeweiligen) zweiten Verriegelungselement 13 zugewandt ist. Durch die Schräge der abgeschrägten Fläche 55 kann die jeweilige Ausnehmung 13 das erste
Verriegelungselement 21, 23 leichter hintergreifen. Ein Verklemmen des
Verriegelungsmoduls 5 bei einer Bewegung von der geöffneten Position in die Verriegelungsposition kann verhindert werden lnsbesondere können sämtliche Verriegelungsköpfe (bzw. -dorne) entsprechend ausgebildet sein.
Figur 17 zeigt eine schematische Ansicht eines Ausführungsbeispiels einer Docking Station 4 mit einem Verrieglungsmodul 5. Das Verriegelungsmodul 5 ist insbesondere in Führungen 57, 59 gelagert lnsbesondere ist vorliegend für jeden Schenkel 7, 9 jeweils eine Führung 57, 59 vorgesehen, die zu dem jeweiligen Schenkel 7, 9, insbesondere hinsichtlich Form und Dimensionierung, korrespondiert. Die
Halteelemente 61 dienen dazu, dass das Verriegelungsmodul 5 dauerhaft in der Docking Station 4, also in jeglichem Betriebszustand, integriert bleibt lnsbesondere verbleibt das Verriegelungsmodul 5 während aller Betriebsfälle in der Docking Station 4.
Darüber hinaus sind in weiteren Ausnehmungen der Schenkel 7, 9 jeweils mindestens ein Federelement 63 angeordnet lnsbesondere sind zwischen dem
Verriegelungsmodul 5 und der Docking Station 4 vorliegend zwei Federelemente 63 derart befestigt, dass in der geöffneten Position eine in Richtung der
Verrieglungsposition wirkende Kraft auf das Verriegelungsmodul 5 durch das
Federelement 63 ausgeübt wird. lnsbesondere kann hierdurch ein automatisches Verfahren des Verriegelungsmoduls 5 von der geöffneten Position in die Verriegelungsposition bereitgestellt werden, wenn die Stege 18 in der Verrastposition sind. Beispielsweise kann zwischen jedem Schenkel 7, 9 und der Docking Station 4 ein Federelement 63 vorgesehen sein.
Figur 18 zeigt eine schematische Detailansicht eines bevorzugten
Ausführungsbeispiels eines Stegs 18 in einem verriegelten Zustand. Wie zu erkennen ist, greift der Steg 18 derart in das Verriegelungsmodul 5 ein, dass eine formschlüssige Fixierung an der Docking Station 4 erfolgt.
Der mit dem Bezugszeichen 65 versehene Pfeil deutet an, dass in der verriegelten Position, insbesondere in dem dargestellten montierten Zustand der Ladevorrichtung 3, also wenn die Ladeeinheit 6 an der Docking Station 4 befestigt ist, ein Druck ausgeübt wird, der eine dauerhafte Abdichtung zwischen Ladeeinheit 6 und Docking Station 4 unter Verwendung eines (nicht gezeigten) Dichtungselements erlaubt. lnsbesondere kann in der Verriegelungsposition bzw. dem montierten Zustand der Ladevorrichtung 3 eine Verklemmung des Dichtungselements (z.B. eine Kompression einer Schaumdichtung oder dergleichen) zwischen Ladeeinheit 6, insbesondere der Wannenbaugruppe 20 der Ladeeinheit 6, und der Docking Station 4, insbesondere dem Schutzdeckelgehäuse 12 der Docking Station 4, bereitgestellt und insbesondere in dem montierten Zustand der Ladevorrichtung 3 beibehalten werden.
Figur 19 zeigt eine schematische Ansicht eines Ausführungsbeispiels der Docking Station 4 mit einem Verrieglungsmodul 5 und optionalen Fixierungselementen 67. lnsbesondere können als Fixierungselemente 67 an der Seitenwand der Docking Station 4 Verschraubungen 67 vorgesehen sein lnsbesondere kann in eine
entsprechende Aufnahme in der Docking Station 4 eine Schraube 67 eingedreht werden, wenn sich das Verriegelungsmodul 5 in der Verriegelungsposition befindet. Durch ein Einsetzen der Fixierungselemente 67 kann ein Bewegen des Verrieglungsmoduls 5, insbesondere von der Verriegelungsposition in die geöffnete Position, blockiert werden.
Bezugszeichenliste
2 Ladesäule
2a Aufnahme
3 Ladevorrichtung
4 Docking Station
5 Verriegelungsmodul
6 Ladeeinheit
7 Schenkel des Verriegelungsmoduls
8 Kabeleinführung
9 Schenkel des Verriegelungsmoduls
10 Seitenwand
11 Verbindungselement des Verriegelungsmodul
12 Deckel
13 zweites Verriegelungselement, insbesondere ein Verrastelement
14 Ausnehmung
16 Ausnehmung bzw. Öffnung
18 Steg
20 Wannenbaugruppe
21 erstes Verriegelungselement, insbesondere ein Verrastelement
22 Leistungsmodul
23 Zapfenabschnitt
24 Ladebuchse
25 Stegabschnitt
26 Deckelbaugruppe
27 Deckel
28 Rastelemente
29 Gehäuse
30 Rastelemente
32 Seitenwände
34 Mains-Board 36 Interface-Board
38 Anschlussleiste
39 Seitenwand
40 Skala
41 Boden
42 Leistungsanschluss 44 Aufnahme
46 Anschlussbuchse 48 Anschlüsse
50 Leistungsmodul 52 Ladeanschluss
54 Ladesteuerschaltung
55 Schrägfläche
56 Stecker
57 Führung
58 Kragen
59 Führung
60 Anschluss
61 Führungselement
62 Fixiermittel
63 Federelement
64 Öffnung
65 Fixierungselement
66 Fixiermittel
68 Aufnahmekörper 70 Ladebuchse
72 Stift
74 Öffnung
76 Ringspalt
78 Kragen
80 Rücksprung 82 Bedienelement 84 Schütter
86 Rastelement
88 Richtung
90 Kommunikationsmodul
92 Benutzerschnittstellenmodul 94 Click-Verbindung
96 Display

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
1. Ladevorrichtung (3) für Elektrofahrzeuge, umfassend:
mindestens eine Docking Station (4),
mindestens eine an der Dockingstation (4) befestigbare Ladeeinheit (6), wobei in der Docking Station (4) eine Mehrzahl von Ausnehmungen (16) vorgesehen sind,
wobei die Ladeeinheit (6) eine Mehrzahl von in die Ausnehmungen (16) der Docking Station (14) einführbaren Stegen (18) aufweist, die jeweils mindestens ein erstes Verrieglungselement (21, 23) aufweisen,
mindestens ein zwischen einer Verriegelungsposition und einer geöffneten Position bewegbares Verriegelungsmodul (5), das eine Mehrzahl von zweiten zu den ersten Verriegelungselementen (21, 23) korrespondierenden
Verriegelungselementen (13) aufweist,
wobei in der geöffneten Position des Verriegelungsmoduls (5) die Stege (18) derart in die Ausnehmungen (16) einführbar sind, dass die Stege (18) in eine Verrastposition bewegbar sind, und
wobei in der Verrastposition das Verriegelungsmodul (5) von der geöffneten Position in die geschlossene Position bewegbar ist, derart, dass durch eine Zusammenwirkung der zweiten Verriegelungselemente (13) mit den ersten Verriegelungselementen (21, 23) die Stege (18) formschlüssig an der Docking Station (4) fixierbar sind.
2. Ladevorrichtung (3) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass
die Ladeeinheit (6) mindestens eine Wannenbaugruppe (20) umfasst, wobei die Stege (18) bodenseitig an der Wannenbaugruppe (20) angeordnet sind und sich vom lnneren der Wannenbaugruppe (20) weg weisend erstrecken.
3. Ladevorrichtung (3) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Verriegelungsmodul (5) als Verriegelungsbügel (5) mit zwei im Wesentlichen parallel zu einander verlaufenden Schenkeln (7, 9) und ein die Schenkel (7, 9) verbindendes Verbindungselement (11) gebildet ist,
wobei jeder Schenkel (7, 9) mindestens ein zweites Verriegelungselement (13) aufweist.
4. Ladevorrichtung (3) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass
ein Steg (18) einen Zapfenabschnitt (23) mit einem Verriegelungskopf (21) als erstes Verriegelungselement (21, 23) aufweist,
wobei in der Verrastposition durch eine Bewegung des Verriegelungsmoduls (5) von der geöffneten Position in die Verriegelungsposition ein Hintergreifen des Verrieglungskopfes (23) durch eine als zweites Verriegelungselement (13) gebildete Ausnehmung (13) des Verriegelungsmoduls (5) erfolgt.
5. Ladevorrichtung (3) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass
das Verriegelungsmodul (5) von der geöffneten Position in die
Verriegelungsposition nur bewegbar ist, wenn sämtliche Stege (18) in der Verrastposition sind.
6. Ladevorrichtung (3) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass
das Verriegelungsmodul (5) von der geöffneten Position in eine
Verriegelungszwischenposition bewegbar ist, wenn mindestens ein erster Steg (18a) in der Verrastposition ist, und
das Verriegelungsmodul (5) von der Verriegelungszwischenposition in die Verrieglungsposition bewegbar ist, wenn mindestens ein zweiter Steg (18b) in der Verrastposition ist.
7. Ladevorrichtung (3) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
das Verrieglungsmodul (5) in der Docking Station (4) fest integriert ist, und die Docking Station (4) mindestens eine Führung (57, 59) aufweist, eingerichtet zum Führen des Verrieglungsmoduls (5) während einer Bewegung zwischen der geöffneten Position und der geschlossenen Position.
8. Ladevorrichtung (3) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass
zwischen dem Verriegelungsmodul (5) und der Docking Station (4) mindestens ein Federelement (63) befestigt ist, derart, dass in der geöffneten Position eine in Richtung der Verrieglungsposition wirkende Kraft auf das Verriegelungsmodul (5) durch das Federelement (63) ausgeübt wird.
9. Ladevorrichtung (3) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass
mindestens ein Fixierungselement (67) vorgesehen ist, eingerichtet zum Fixieren des Verrieglungsmoduls (5) in der Verrieglungsposition derart, dass ein Bewegen des Verrieglungsmoduls (5) bei einer Fixierung des Fixierungselements (67) blockiert wird.
10. Ladevorrichtung (3) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass
mindestens ein Dichtungselement zwischen der Docking Station (4) und der Ladeeinheit (6) vorgesehen ist, und
in der Verriegelungsposition eine Abdichtung zwischen der Docking Station (4) und der Ladeeinheit (6) erfolgt.
11. Ladestation, umfassend:
mindestens eine Ladesäule (2) mit einer Aufnahme (2a), und mindestens eine in der Aufnahme (2a) anordnenbare Ladevorrichtung (3) nach einem der vorherigen Ansprüche.
PCT/EP2019/073092 2018-10-29 2019-08-29 Ladevorrichtung für elektrofahrzeuge WO2020088820A1 (de)

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