WO2021094322A1 - Charging station for an electric motor vehicle - Google Patents

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WO2021094322A1
WO2021094322A1 PCT/EP2020/081663 EP2020081663W WO2021094322A1 WO 2021094322 A1 WO2021094322 A1 WO 2021094322A1 EP 2020081663 W EP2020081663 W EP 2020081663W WO 2021094322 A1 WO2021094322 A1 WO 2021094322A1
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tank
charging
interchangeable
receptacle
charging station
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PCT/EP2020/081663
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Alexander Sohl
Inès Adler
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Me Energy - Liquid Electricity
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Definitions

  • the invention relates to a charging station which is suitable for charging electric vehicles which has an energy conversion device, a receptacle for a tank for liquid and / or gaseous fuel and a fuel line, wherein the fuel line connects the energy conversion device to a tank and wherein the energy conversion device is suitable convert the liquid and / or gaseous fuel into electrical energy.
  • Stationary systems are known for the electrical supply of stationary charging stations in order to recharge the traction battery of a plug-in vehicle - hybrid or electric vehicle - as described, for example, in DE 10 2009 016 505 A1.
  • the charging station itself is connected to a power rail for the power supply.
  • An existing power grid has a connection element for outputting electrical energy to an electric vehicle.
  • Such a charging device has the disadvantage that it cannot be flexibly set up or dismantled.
  • the costs for the construction and especially the connection of the charging device to the existing power grid are also very high. So if the charging device is only to remain temporarily at the current location, its erection and dismantling cause unnecessarily high costs.
  • Charging devices that are constructed in such a way that they can be transported are more flexible.
  • the patent specification “DE 10 2010 043 516 A1 - Device for Rapid Charging of an Electrical Energy Storage of a Vehicle” from Power Innovation Power Supply Technology GmbH discloses a device for exchanging electrical energy.
  • the device has an electrical energy store (battery) that charges the vehicle's energy store via a programmable controller and a DC / DC converter.
  • the energy store of the device itself is recharged via various direct voltage sources. All components (energy storage, control, converter) are arranged in one device; the DC voltage source for charging the energy storage device is external and remote from the device.
  • This charging device has the disadvantage that it is made so large and heavy that it can only be set up and operated over large areas, for example in parking lots in shopping centers. Their use in e.g. multi-storey car parks is not possible. A connection to an existing power grid is also necessary.
  • the utility model "DE 202010 011 567 U1 - Mobile Electric Charging Station” from the company Beton- und Energytechnik Heinrich Gräper GmbH & Co. KG discloses a portable electric charging station that is arranged within a portable station building.
  • the building has several rooms and is made of concrete.
  • In the building there are both fuel cell modules, storage tanks for the fuel (hydrogen, methane, biogas) and an inverter.
  • the building also has a photovoltaic system for self-sufficiency. This loading device is also very large and heavy. At least one truck is required for their transport.
  • the patent specification “DE 10 2017 207 023 B4 - charging system and method for operating a charging system” from AUDI AG discloses a charging system that has a transportable charging station.
  • the charging station has a generator that is operated using a synthetic fuel. Excess energy is stored in an intermediate storage device (battery), which is arranged in the charging station.
  • the fuel itself is produced in an external fuel production facility.
  • the fuel is synthesized from the carbon dioxide in the atmosphere using regenerative energy sources.
  • This charging device requires synthetic fuel for its operation, which is currently not available or is only available in small quantities and is therefore very expensive. Operation of the charging device is therefore also very expensive, and a supply of the required synthetic fuel is not guaranteed.
  • EP 1 513211 A2 - Fuel supply device for direct methanol fuel cells from Samsung Electronics Co., Ltd. describes a methanol-powered fuel cell that has a removable and addable tank for the methanol. The cavity in the fuel cell is filled through the tank. This charging device delivers such a low power that it cannot be used for motor vehicles.
  • the fuel cell is essentially designed for recharging electronic hand money devices (PDA, notebooks, smartphones ).
  • the charging column according to the invention which is suitable for charging electric vehicles, has an energy conversion device which is suitable for converting liquid and / or gaseous fuel into electrical energy.
  • the charging station has a receptacle for a tank for liquid and / or gaseous fuel and a fuel line.
  • the receptacle is suitable for receiving an interchangeable tank.
  • the fuel line connects the energy conversion device with the interchangeable tank.
  • an operator of the charging column is able to refill the charging column so quickly and safely that the downtime of the charging column due to a lack of fuel is kept to a minimum.
  • the empty interchangeable tank is filled externally, e.g. at a central petrol station, and is ready for the next use in a charging station. There is also the possibility of refilling the interchangeable tank in the charging column yourself without removing it from the charging column for refilling or refueling.
  • a charging column is a stationary device that is not intended to be moved between two charging cycles. Accordingly, the total tank volume of a charging station according to the invention should be 1001 or greater. A tank volume greater than 2001 is preferred, and a total tank volume greater than 5001 is particularly preferred. The total tank volume corresponds to the sum of the tank volumes of the individual interchangeable tanks of the charging station. Individual exchangeable tanks can also be used in smaller dimensions. In particular, interchangeable tanks with a volume of less than or equal to 151, preferably less than or equal to 301 and particularly preferably less than or equal to 501 are suitable for shipping with parcel logistics companies.
  • the charging column has a connection device that can be connected to the interchangeable tank. The interchangeable tank is connected to the charging column with a force fit via the connection device in such a way that the interchangeable tank is held in position.
  • connection device is connected to the fuel line of the charging station.
  • the interchangeable tank can be connected to the charging station via a connection device that is connected to the fuel line.
  • the connection device usually has a closed hole which is only opened when the interchangeable tank is correctly arranged in the receptacle. Only then is fuel delivered by the fuel pump.
  • the receptacle is suitable for receiving the exchangeable tank in a predetermined orientation. On the one hand, this makes changing the interchangeable tank easier, and at the same time ensures that the interchangeable tank is functionally connected to the fuel line.
  • the predetermined orientation of the interchangeable tank to be accommodated specifies the position of a connection device of the interchangeable tank with respect to the connection device of the charging column. On the one hand, this makes changing the interchangeable tank easier, and at the same time ensures that the interchangeable tank is functionally connected to the fuel line.
  • the receptacle has a locking element which is suitable for locking an interchangeable tank in one position.
  • the interchangeable tank is firmly connected to the charging column by means of the locking element and remains functional even in the event of slight vibrations.
  • the locking element is designed as a latching element. The interchangeable tank is easily and quickly locked into the locking element and thus held in position in the charging station.
  • the receptacle is designed to be lockable, in particular to prevent vandalism and theft.
  • the receptacle is arranged behind a closable opening, in particular to prevent vandalism and theft.
  • the charging column has a plurality of receptacles which are suitable for each receiving an interchangeable tank.
  • the charging column can either hold more fuel in several interchangeable tanks and / or the downtime of the charging column due to a lack of fuel is minimized if only the empty interchangeable tank is changed in each case.
  • the receptacles are designed the same. This means that the interchangeable tanks arranged in the receptacles are also designed in the same way. As a result, only one shape of the interchangeable tank is required, the interchangeable tanks can be exchanged as required.
  • the interchangeable tank is suitable for holding liquid and / or gaseous fuels.
  • the interchangeable tank can be received in a receptacle of a charging column for charging electric vehicles. Because the fuel is stored in exchangeable tanks, an operator of the charging column is able to refill the charging column so quickly and safely that the downtime of the charging column due to a lack of fuel is kept to a minimum.
  • the empty interchangeable tank is filled externally, for example at a petrol station, and is ready for the next use in a charging station.
  • the interchangeable tank has a closure.
  • the closure is suitable for opening and closing the interchangeable tank. This makes it possible to fill the interchangeable tank via the cap.
  • the closure is suitable for opening the interchangeable tank several times and also closing it several times. This enables the tank to be used several times.
  • the interchangeable tank has a locking element which can be coupled to a locking device of the charging column. This means that the interchangeable tank can be filled multiple times using the cap.
  • the object is also achieved by means of the charging column system according to claim 18.
  • the charging column system comprises a charging column and an interchangeable tank, as well as an energy conversion device which is suitable for converting liquid and / or gaseous fuel into electrical energy. Because the fuel is stored in exchangeable tanks, an operator of the charging column is able to refill the charging column so quickly and safely that the downtime of the charging column due to a lack of fuel is kept to a minimum.
  • the empty interchangeable tank is filled externally, e.g. at a petrol station, and is ready for the next use in a charging station.
  • the object is also achieved by means of the method for refueling a charging station, having an energy conversion device according to claim 20.
  • the method for refueling a charging column with an energy conversion device that is suitable for converting a liquid and / or gaseous fuel into electrical energy has the method steps of inserting a filled interchangeable tank into a receptacle in the charging column and connecting the filled interchangeable tank to a Fuel line of the charging station, wherein the fuel line is connected to the energy conversion device. Because the fuel is stored in exchangeable tanks, an operator of the charging column is able to refill the charging column so quickly and safely that the downtime of the charging column due to a lack of fuel is kept to a minimum.
  • the empty interchangeable tank is filled externally, for example at a petrol station, and is ready for the next use in a charging station.
  • a first interchangeable tank is removed from a receptacle in the charging column.
  • the first interchangeable tank is usually emptied or has such defects that the fuel in it cannot be used by the charging station.
  • the first interchangeable tank can then be refilled with fuel or repaired externally to the charging station.
  • the first interchangeable tank is released from a lock in the receptacle of the charging column.
  • the locking fixes and stabilizes the interchangeable tank in the charging station.
  • the interchangeable tank must therefore be released from the lock before it can be removed.
  • the filled interchangeable tank is locked in the receptacle in the charging column. The locking fixes and stabilizes the interchangeable tank in the charging station.
  • the first interchangeable tank is released from a connection device in the receptacle of the charging column.
  • the interchangeable tank is connected to the fuel line via the connection device.
  • the connection device When the interchangeable tank is loosened, the fuel line is closed to prevent dirt from entering.
  • the filled interchangeable tank is connected to a connection device in the receptacle of the charging column.
  • the connection device usually has a closed hole, which only then is opened when the interchangeable tank is correctly arranged in the receptacle. Only then is fuel delivered by the fuel pump.
  • the closable opening is unlocked and / or opened before the removal of the first interchangeable tank and / or the closable opening is closed and / or locked after the filled interchangeable tank has been inserted into the receptacle.
  • the opening serves in particular to prevent vandalism and theft.
  • the object is also achieved by a tank system according to claim 26.
  • the tank system is intended and suitable to be connected to one or more charging stations, each with an energy conversion device.
  • the tank system has a housing and a connection device which is suitable for connecting the charging station to the tank system for the purpose of supplying fuel.
  • the tank system has a receptacle which is suitable for receiving an interchangeable tank.
  • Such a tank system can advantageously also be connected to several charging stations. In this way, small, compactly built charging stations can be operated which, in spite of this, can make use of the advantages of using interchangeable exchangeable tanks.
  • the different versions of the receptacles in the tank system can also have the same features that are described above for the receptacles in the charging station.
  • Fig. 1 A sectional drawing of an embodiment of the invention
  • Fig. 3 A sectional drawing of an embodiment of the invention
  • Charging column with fuel cell and locking device designed as a clip element designed as a clip element.
  • Fig. 4 A sectional drawing of an embodiment of the invention
  • Fig. 5 An embodiment of the charging column according to the invention with the closable opening closed
  • Fig. 6 An embodiment of the charging column according to the invention with four
  • Fig. 1 shows an embodiment of the charging column according to the invention, which generates electricity for charging a motor vehicle by means of a fuel cell 7.1.
  • the charging station 1 has a fuel cell 7.1, which is installed within the first device for energy conversion 3.
  • the fuel cell 7.1 is usually a direct methanol fuel cell (DMFC), which is operated by means of methanol.
  • DMFC direct methanol fuel cell
  • other versions of the fuel cell 7.1 which are operated using ethanol or hydrogen, for example, are also possible. All of these types of fuel can be produced from biomass or natural gas in an environmentally friendly way, have long been established as fuels around the world and are therefore available at low cost.
  • an electrical energy store (rechargeable battery) 9 and a device for conveying the liquid energy carrier 11 are installed in the charging station 1.
  • the energy store 9 supplies the control unit 5, by means of which the charging station 1 recognizes and initiates the beginning or the end of a charging process.
  • a user can pay for the charging process by means of the control unit 5.
  • Different payment systems are possible, e.g. using different credit cards or a mobile device, e.g. a smartphone.
  • the fuel is stored in the charging station 1 according to the invention in a tank 6.
  • the tank 6 is advantageously designed as an interchangeable tank, which can be changed as a whole component if necessary.
  • the receptacle 14, which receives the interchangeable tank 6, is designed in such a way that the interchangeable tank 6 can only be installed in one position in the charging column 1.
  • the first and second devices for energy conversion 3, 4 with fuel cell 7.1 and converter 8.1, exchangeable tank 6, energy store 9, fuel pump 11, control unit 5 and electrical connections 10 are all advantageously installed in a housing 2.
  • the housing 2 usually has at least one resealable opening 19 by means of which the interchangeable tank 6 is accessible.
  • the interchangeable tank 6 can be connected to the charging column 1 via a connection device 13 which is connected to the fuel line 12.
  • the connection device 13 usually has a closed hole which is only opened when the interchangeable tank 6 is correctly arranged in the receptacle. Only then is fuel delivered by the fuel pump 11. An emptied interchangeable tank 6 can also be refilled with fuel via the connection device 13.
  • connection device 13 is usually arranged in the charging column 1 in such a way that the interchangeable tank 6 can be connected with its deepest area. This ensures that the vast majority of the fuel in the interchangeable tank 6 is used.
  • An orientation element 18 ensures that the interchangeable tank 6 can only be installed in the receptacle in one orientation. The connection device of the interchangeable tank 6 is then correctly connected to the connection device 13 and the fuel line 12 of the charging station 1.
  • the resealable opening 19 is first unlocked and opened and the connection device 13 is closed. Then an emptied interchangeable tank 6 is released from the connection device 13 and thus from the Fuel line 12 disconnected. The locking element 16 is then released from the locking device 17 and the emptied interchangeable tank 6 is removed from the receptacle 14. In the next step, a filled interchangeable tank 6 is inserted into the receptacle 14, the locking element 16 is locked in the locking device 17 and connected to the connection device 13. The interchangeable tank 6 is now connected to the fuel line 12. In the last step, the resealable opening 19 is closed and locked. The charging station 1 is ready for operation again.
  • An operator of the charging column 1 is able to refill the charging column 1 so quickly and safely because the fuel is stored in exchangeable tanks 6 that the downtime of the charging column due to a lack of fuel is kept to a minimum.
  • the empty interchangeable tank 6 is filled externally, e.g. at a gas station, and is ready for the next use in a charging station.
  • the charging device 1 has a first device for energy conversion 3, which has an internal combustion engine 7.2 with a starter.
  • the internal combustion engine 7.2 is usually a piston internal combustion engine that is spark-ignited, e.g. according to the Otto principle (4-stroke).
  • 4-stroke the Otto principle
  • other designs such as a rotary engine or turbine are also possible.
  • the internal combustion engine 7.2 is advantageously operated preferably with a liquid energy carrier (fuel), for example conventional Otto fuel or a fuel-ethanol-methanol mixture.
  • the internal combustion engine 7.2 drives the second device for energy conversion 8.2, which has a generator 8.2, by rotation.
  • the kinetic energy generated by the internal combustion engine 7.2 is thus converted by the generator 8.2 into electrical energy, into an alternating current.
  • an electrical energy store (rechargeable battery) 9 and a device for conveying the liquid energy carrier 11 are installed in the charging station 1.
  • the energy store 9 supplies the control unit 5, by means of which the charging station 1 recognizes and initiates the beginning or the end of a charging process.
  • the fuel is stored in the charging column 1 according to the invention in the interchangeable tank 6, which can be changed as a whole component if necessary.
  • the receptacle 14, which receives the interchangeable tank 6, is designed in such a way that the interchangeable tank 6 can only be installed in one position in the charging column 1.
  • the interchangeable tank 6 has a closure 15 on the upper side of the interchangeable tank 6, with which the interchangeable tank 6 can be opened and closed again several times. An emptied interchangeable tank 6 can be refilled via the closure 15.
  • the first and second energy conversion devices 3, 4 with internal combustion engine 7.2 and generator 8.2, interchangeable tank 6, energy store 9, fuel pump 11, control unit 5 and electrical connections 10 are all advantageously installed in a housing 2.
  • the housing 2 usually has at least one resealable opening 19 by means of which the interchangeable tank 6 is accessible.
  • the interchangeable tank 6 can be connected to the charging column 1 via a connection device 13 which is connected to the fuel line 12.
  • the connection device 13 is usually arranged in the charging column 1 in such a way that the interchangeable tank 6 can be connected with its deepest area. This ensures that the vast majority of the fuel in the interchangeable tank 6 is used.
  • An orientation element 18 ensures that the interchangeable tank 6 can only be installed in the receptacle in one orientation.
  • the connection device of the interchangeable tank 6 is then correctly connected to the connection device 13 and the fuel line 12 of the charging station 1. To refuel the charging station 1, the resealable opening 19 is first unlocked and opened and the connection device 13 is closed. An emptied interchangeable tank 6 is then detached from the connection device 13 and thus separated from the fuel line 12.
  • the locking element 16 is then released from the locking device 17 and the emptied interchangeable tank 6 is removed from the receptacle 14.
  • a filled interchangeable tank 6 is inserted into the receptacle 14, the locking element 16 is locked in the locking device 17 and connected to the connection device 13.
  • the interchangeable tank 6 is now connected to the fuel line 12.
  • the resealable opening 19 is closed and locked.
  • the charging station 1 is ready for operation again.
  • FIG 3 shows an exemplary embodiment of the charging column according to the invention, which has a locking device 17 for the interchangeable tank 6.
  • the charging station 1 has a fuel cell 7.1, which is installed within the first device for energy conversion 3.
  • the fuel cell 7.1 is usually a direct methanol fuel cell (DMFC), which is operated by means of methanol.
  • DMFC direct methanol fuel cell
  • other versions of the fuel cell 7.1, which are operated using ethanol or hydrogen, for example, are also possible.
  • an electrical energy store (rechargeable battery) 9 and a device for conveying the liquid energy carrier 11 are installed in the charging station 1.
  • the energy store 9 supplies the control unit 5, by means of which the charging station 1 recognizes and initiates the beginning or the end of a charging process.
  • the fuel is stored in the charging column 1 according to the invention in the interchangeable tank 6, which can be changed as a whole component if necessary.
  • the receptacle 14, which receives the interchangeable tank 6, is designed in such a way that the interchangeable tank 6 can only be installed in one position in the charging column 1.
  • the interchangeable tank 6 has a locking element 16 which is inserted into a corresponding locking device 17. Is advantageous the locking device 17 has a locking element into which the locking element 16 is locked.
  • the interchangeable tank 6 is firmly connected to the charging column 1 by means of the locking element 16 and the locking device 17 and remains functional even in the event of slight vibrations.
  • the interchangeable tank 6 can be connected to the charging column 1 via a connection device 13 which is connected to the fuel line 12.
  • the connection device 13 is usually arranged in the charging column 1 in such a way that the interchangeable tank 6 can be connected with its deepest area. This ensures that the vast majority of the fuel in the interchangeable tank 6 is used.
  • An orientation element 18 ensures that the interchangeable tank 6 can only be installed in the receptacle in one orientation. The connection device of the interchangeable tank 6 is then correctly connected to the connection device 13 and the fuel line 12 of the charging station 1.
  • the first and second energy conversion devices 3, 4 with internal combustion engine 7.2 and generator 8.2, interchangeable tank 6, energy store 9, fuel pump 11, control unit 5 and electrical connections 10 are all advantageously installed in a housing 2.
  • the housing 2 usually has at least one resealable opening 19 by means of which the interchangeable tank 6 is accessible.
  • the resealable opening 19 is first unlocked and opened and the connection device 13 is closed. An emptied interchangeable tank 6 is then detached from the connection device 13 and thus separated from the fuel line 12. The locking element 16 is then released from the locking device 17 and the emptied interchangeable tank 6 is removed from the receptacle 14. In the next step, a filled interchangeable tank 6 is inserted into the receptacle 14, the locking element 16 is locked in the locking device 17 and connected to the connection device 13. The change tank 6 is now with the Fuel line 12 connected. In the last step, the resealable opening 19 is closed and locked. The charging station 1 is ready for operation again.
  • FIG. 4 An exemplary embodiment of the charging column 1 according to the invention with a plurality of interchangeable tanks 6 is shown in FIG. 4.
  • the charging column has four interchangeable tanks 6 which are arranged in a 2 ⁇ 2 matrix in a receptacle 14 each.
  • the size of an interchangeable tank 6 in this exemplary embodiment corresponds to the size of an interchangeable tank 6 in the previous exemplary embodiments; the interchangeable tanks 6 are therefore advantageously designed in a standardized manner. This makes it easier for an operator of several charging stations 1 to exchange the interchangeable tanks 6, because he only has to keep one type of interchangeable tank 6 in stock and fill it.
  • the four receptacles 14 are accordingly also made the same.
  • Each interchangeable tank 6 is connected to the fuel line 12 via the connection device 13.
  • the charging station 1 has a fuel cell 7.1, which is installed within the first device for energy conversion 3.
  • the fuel cell 7.1 is usually a direct methanol fuel cell (DMFC), which is operated by means of methanol.
  • DMFC direct methanol fuel cell
  • other versions of the fuel cell 7.1, which are operated using ethanol or hydrogen, for example, are also possible. All of these types of fuel can be produced from biomass or natural gas in an environmentally friendly way, have long been established as fuels around the world and are therefore available at low cost.
  • an electrical energy store (rechargeable battery) 9 and a device for conveying the liquid energy carrier 11 are installed in the charging station 1.
  • the energy store 9 supplies the control unit 5, by means of which the charging station 1 recognizes and initiates the beginning or the end of a charging process.
  • a user can pay for the charging process by means of the control unit 5.
  • Different payment systems are possible, e.g. using different credit cards or a mobile device, e.g. a smartphone.
  • the first and second devices for energy conversion 3, 4 with fuel cell 7.1 and converter 8.1, interchangeable tank 6, energy store 9, fuel pump 11, control unit 5 and electrical connections 10 are all advantageously installed in a housing 2.
  • the housing 2 usually has at least one resealable opening 19.
  • the resealable opening 19 is first unlocked and opened and the connection device 13 is closed. An emptied interchangeable tank 6 is then detached from the connection device 13 and thus separated from the fuel line 12. The locking element 16 is then released from the locking device 17 and the emptied interchangeable tank 6 is removed from the receptacle 14. In the next step, a filled interchangeable tank 6 is inserted into the receptacle 14, the locking element 16 is locked in the locking device 17 and connected to the connection device 13. The interchangeable tank 6 is now connected to the fuel line 12. In the last step, the resealable opening 19 is closed and locked. The charging station 1 is ready for operation again.
  • Fig. 5 shows an embodiment of a charging column 1 according to the invention, as it is seen from the outside in the closed state.
  • the charging column 1 has the housing 2 and a display 10 on which the data that are important for a user, such as charging current, charging duration and costs of the charging process, are displayed.
  • the display 20 is electrically connected to the control unit 5 and the energy store 9.
  • the charging column 1 has an operating terminal 21, via which a user can initiate or end the charging process.
  • the charging process is paid for via the payment terminal 22.
  • Different payment systems are possible, for example using different credit cards that are read in via the read-in terminal 22. Other payment systems are also possible, e.g. via a mobile device, e.g. a smartphone.
  • two electrical connections (charging cables) 10 are also arranged, each of which can be connected to an electric vehicle to be charged.
  • the closable opening 19 is arranged, which can be unlocked or locked by means of a locking device 23.
  • the opening 19 is usually designed as a door which is attached to one side of the charging station 1 by means of hinges.
  • the locking device 23 can be operated, for example, by means of a key, by means of remote release via authentication and / or by entering a code in order to reduce the risk of vandalism.
  • the resealable opening 19 is first unlocked and opened and the connection device 13 is closed. An emptied interchangeable tank 6 is then detached from the connection device 13 and thus separated from the fuel line 12. The locking element 16 is then released from the locking device 17 and the emptied interchangeable tank 6 is removed from the receptacle 14. In the next step, a filled interchangeable tank 6 is inserted into the receptacle 14, the locking element 16 is locked in the locking device 17 and connected to the connection device 13. The interchangeable tank 6 is now connected to the fuel line 12. In the last step, the resealable opening 19 is closed and locked. The charging station 1 is ready for operation again.
  • FIG. 1 An exemplary embodiment of a charging column 1 according to the invention in the open state, seen from the outside, is shown in FIG.
  • Each interchangeable tank 6 is connected to the fuel line 12 via the connection device 13.
  • the charging column 1 has the housing 2 and a display 10 on which the data that are important for a user, such as charging current, charging duration and costs of the charging process, are displayed.
  • the display 20 is electrically connected to the control unit 5 and the energy store 9.
  • the charging column 1 has an operating terminal 21, via which a user can initiate or end the charging process.
  • the charging process is paid for via the payment terminal 22.
  • payment terminal 22 are there different payment systems are possible, for example using different credit cards that are read in via the read-in terminal 22.
  • Other payment systems are also possible, e.g. via a mobile device, e.g. a smartphone.
  • two electrical connections (charging cables) 10 are also arranged, each of which can be connected to an electric vehicle to be charged.
  • the closable opening 19, which can be unlocked or locked by means of a locking device 23, is arranged in the lower region of the charging station 1.
  • the opening 19 is usually designed as a door which is attached to one side of the charging station 1 by means of hinges.
  • the locking device 23 can be operated, for example, by means of a key and / or by entering a code in order to reduce the risk of vandalism.
  • the resealable opening 19 is first unlocked and opened and the connection device 13 is closed. An emptied interchangeable tank 6 is then detached from the connection device 13 and thus separated from the fuel line 12. The locking element 16 is then released from the locking device 17 and the emptied interchangeable tank 6 is removed from the receptacle 14. In the next step, a filled interchangeable tank 6 is inserted into the receptacle 14, the locking element 16 is locked in the locking device 17 and connected to the connection device 13. The interchangeable tank 6 is now connected to the fuel line 12. In the last step, the resealable opening 19 is closed and locked. The charging station 1 is ready for operation again.
  • Reading / payment terminal Locking device for the closable opening Feeding a liquid energy carrier into the tank Transporting a liquid energy carrier from the tank to the first device for energy conversion Conversion of the liquid energy carrier into kinetic or electrical energy Conversion of the kinetic or electrical energy into direct current Charging an electric vehicle

Abstract

The invention relates to a charging point which is suitable for charging electric vehicles and which has an energy conversion device, a receiving portion for a tank for liquid and/or gaseous fuel and a fuel line, wherein the fuel line connects the energy conversion device to a tank, the energy conversion device is suitable for converting the liquid and/or gaseous fuel into electric energy, and the receiving portion is suitable for accommodating an interchangeable tank.

Description

LA D E S TAT I O N F Ü R E I N E L E K TR I S C H E S K RA F TFA H RZ E U G LA D E S TAT I O N FOR E I N E L E K TR I S C H E S K RA F TFA H RZ E U G
Die Erfindung betrifft eine Ladesäule, die geeignet ist, Elektrofahrzeuge aufzuladen, die eine Energiekonversionsvorrichtung, eine Aufnahme für einen Tank für flüssigen und/oder gasförmigen Kraftstoff und eine Kraftstoffleitung aufweist, wobei die Kraftstoffleitung die Energiekonversionsvorrichtung mit einem Tank verbindet und wobei die Energiekonversionsvorrichtung geeignet ist, den flüssigen und/oder gasförmigen Kraftstoff in elektrische Energie zu konvertieren. The invention relates to a charging station which is suitable for charging electric vehicles which has an energy conversion device, a receptacle for a tank for liquid and / or gaseous fuel and a fuel line, wherein the fuel line connects the energy conversion device to a tank and wherein the energy conversion device is suitable convert the liquid and / or gaseous fuel into electrical energy.
Stand der Technik State of the art
Mit der Verbreitung von Elektrofahrzeugen, die mit einem Elektromotor betrieben werden, muss eine funktionierende Infrastruktur zum Laden der Elektrofahrzeuge zur Verfügung gestellt werden. Neben dem Laden an der Haussteckdose muss den Benutzern von Elektrofahrzeugen die Möglichkeit eingeräumt werden, auch im öffentlichen Bereich Energie zu beziehen. Bei den bisher verfügbaren Reichweiten von Elektrofahrzeugen ist es notwendig, dass auch außerhalb des häuslichen Umfeldes ein Laden der Fahrzeuge möglich ist. Daher müssen in öffentlichen Bereichen Ladestationen zur Verfügung gestellt werden, um eine stete Verfügbarkeit von Energie für Elektrofahrzeuge durch ein Versorgungsnetz zu gewährleisten. With the spread of electric vehicles that are operated with an electric motor, a functioning infrastructure for charging the electric vehicles must be made available. In addition to charging at the house socket, users of electric vehicles must also be given the opportunity to obtain energy in the public sector. With the range of electric vehicles available up to now, it is necessary that the vehicles can also be charged outside of the domestic environment. Therefore, charging stations must be made available in public areas in order to ensure constant availability of energy for electric vehicles through a supply network.
Bekannt sind stationäre Systeme zur elektrischen Versorgung von stationären Ladesäulen, um die Traktionsbatterie eines Plug-In-Fahrzeuges - Hybrid- oder Elektrofahrzeug - wieder aufzuladen, wie z.B. in DE 10 2009 016 505 A1 beschrieben. Die Ladesäule selbst wird auf eine Stromschiene der Stromversorgung angeschlossen. Ein bestehendes Stromnetz weist dabei ein Anschlusselement zum Ausgeben elektrischer Energie an ein Elektrofahrzeug auf. Eine derartige Ladevorrichtung weist den Nachteil auf, dass sie nicht flexibel aufstellbar bzw. abzubauen ist. Die Kosten für den Aufbau und insbesondere den Anschluss der Ladevorrichtung an das bestehende Stromnetz sind ebenfalls sehr hoch. Falls also die Ladevorrichtung nur temporär an dem derzeitigen Ort verbleiben soll, verursacht ihre Aufstellung und ihr Abbau unnötig hohe Kosten. Flexibler einsetzbar sind Ladevorrichtungen, die derart aufgebaut sind, dass sie transportabel sind. Stationary systems are known for the electrical supply of stationary charging stations in order to recharge the traction battery of a plug-in vehicle - hybrid or electric vehicle - as described, for example, in DE 10 2009 016 505 A1. The charging station itself is connected to a power rail for the power supply. An existing power grid has a connection element for outputting electrical energy to an electric vehicle. Such a charging device has the disadvantage that it cannot be flexibly set up or dismantled. The costs for the construction and especially the connection of the charging device to the existing power grid are also very high. So if the charging device is only to remain temporarily at the current location, its erection and dismantling cause unnecessarily high costs. Charging devices that are constructed in such a way that they can be transported are more flexible.
Die Patentschrift “DE 10 2010 043 516 A1 - Vorrichtung zur Schnellladung eines elektrischen Energiespeichers eines Fahrzeugs“ der Firma Power Innovation Stromversorgungstechnik GmbH offenbart eine Vorrichtung zum Austausch elektrischer Energie. Die Vorrichtung weist einen elektrischen Energiespeicher (Akku) auf, der über eine programmierbare Steuerung und einen DC/DC-Wandler den Energiespeicher des Fahrzeugs lädt. Der Energiespeicher der Vorrichtung selbst wird über verschiedene Gleichspannungsquellen wieder aufgeladen. Alle Komponenten (Energiespeicher, Steuerung, Wandler) sind in einer Einrichtung angeordnet; die Gleichspannungsquelle zur Aufladung des Energiespeichers extern und entfernt von der Einrichtung. The patent specification “DE 10 2010 043 516 A1 - Device for Rapid Charging of an Electrical Energy Storage of a Vehicle” from Power Innovation Power Supply Technology GmbH discloses a device for exchanging electrical energy. The device has an electrical energy store (battery) that charges the vehicle's energy store via a programmable controller and a DC / DC converter. The energy store of the device itself is recharged via various direct voltage sources. All components (energy storage, control, converter) are arranged in one device; the DC voltage source for charging the energy storage device is external and remote from the device.
Diese Ladevorrichtung weist den Nachteil auf, dass sie so groß und schwer gestaltet ist, dass sie nur auf großen Flächen aufgebaut und betrieben werden kann, z.B. auf Parkplätzen von Einkaufszentren. Ihr Einsatz in z.B. Parkhäusern ist nicht möglich. Ebenfalls ist ein Anschluss an ein bereits bestehendes Stromnetz notwendig. This charging device has the disadvantage that it is made so large and heavy that it can only be set up and operated over large areas, for example in parking lots in shopping centers. Their use in e.g. multi-storey car parks is not possible. A connection to an existing power grid is also necessary.
Die Gebrauchsmusterschrift “DE 202010 011 567 U1 - Mobile Stromtankstelle“ der Firma Beton- und Energietechnik Heinrich Gräper GmbH & Co. KG offenbart eine transportable Stromtankstelle, die innerhalb eines transportablen Stationsgebäudes angeordnet ist. Das Gebäude weist mehrere Räume auf und besteht aus Beton. Im Gebäude sind sowohl Brennstoffzellenmodule, Speicherbehälter für den Brennstoff (Wasserstoff, Methan, Biogas) als auch ein Wechselrichter angeordnet. Außerdem weist das Gebäude eine Photovoltaikanlage zur Eigenversorgung auf. Diese Ladevorrichtung ist ebenfalls sehr groß und schwer. Für ihren Transport wird mindestens ein Lastkraftwagen benötigt. The utility model "DE 202010 011 567 U1 - Mobile Electric Charging Station" from the company Beton- und Energietechnik Heinrich Gräper GmbH & Co. KG discloses a portable electric charging station that is arranged within a portable station building. The building has several rooms and is made of concrete. In the building there are both fuel cell modules, storage tanks for the fuel (hydrogen, methane, biogas) and an inverter. The building also has a photovoltaic system for self-sufficiency. This loading device is also very large and heavy. At least one truck is required for their transport.
Die Patentschrift “DE 10 2017 207 023 B4 - Ladesystem und Verfahren zum Betreiben eines Ladesystems“ der Firma AUDI AG offenbart ein Ladesystem, das eine transportierbare Ladestation aufweist. Die Ladestation weist einen Generator auf, der mittels eines synthetischen Kraftstoffs betrieben wird. Überschüssige Energie wird in einer Zwischenspeichereinrichtung (Akku), die in der Ladestation angeordnet ist, gespeichert. Der Kraftstoff selbst wird in einer externen Kraftstoffherstellungseinrichtung hergestellt. Dabei wird mittels regenerativen Energiequellen aus dem Kohlendioxid der Atmosphäre der Kraftstoff synthetisiert. The patent specification “DE 10 2017 207 023 B4 - charging system and method for operating a charging system” from AUDI AG discloses a charging system that has a transportable charging station. The charging station has a generator that is operated using a synthetic fuel. Excess energy is stored in an intermediate storage device (battery), which is arranged in the charging station. The fuel itself is produced in an external fuel production facility. The fuel is synthesized from the carbon dioxide in the atmosphere using regenerative energy sources.
Diese Ladevorrichtung benötigt für ihren Betrieb synthetischen Kraftstoff, der derzeit nicht oder nur in geringen Mengen zur Verfügung steht und deshalb sehr teuer ist. Ein Betrieb der Ladevorrichtung ist daher ebenfalls sehr teuer, eine Versorgung mit dem benötigten synthetischen Kraftstoff nicht garantiert. This charging device requires synthetic fuel for its operation, which is currently not available or is only available in small quantities and is therefore very expensive. Operation of the charging device is therefore also very expensive, and a supply of the required synthetic fuel is not guaranteed.
Die Schrift „EP 1 513211 A2 - Fuel supply device for direct methanol fuel cells“ der Firma Samsung Electronics Co., Ltd. beschreibt eine methanol-betriebene Brennstoffzelle, die einen abnehmbaren und hinzufügbaren Tank für das Methanol aufweist. Durch den Tank wird der in der Brennstoffzelle befindliche Hohlraum befüllt. Diese Ladevorrichtung gibt eine derart geringe Leistung ab, dass sie für Kraftfahrzeuge nicht nutzbar ist. Die Brennstoffzelle ist im Wesentlichen zur Wiederaufladung von elektronischen Handgeld- Geräten (PDA, Notebooks, Smartphones...) konzipiert. The document "EP 1 513211 A2 - Fuel supply device for direct methanol fuel cells" from Samsung Electronics Co., Ltd. describes a methanol-powered fuel cell that has a removable and addable tank for the methanol. The cavity in the fuel cell is filled through the tank. This charging device delivers such a low power that it cannot be used for motor vehicles. The fuel cell is essentially designed for recharging electronic hand money devices (PDA, notebooks, smartphones ...).
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Ladesäule für die Aufladung von Elektrofahrzeugen zur Verfügung zu stellen, deren Kraftstoffvorrat einfacher, schneller und damit kostengünstiger sowie gleichzeitig sicherer aufgefüllt werden kann. Die Aufgabe wird mittels der Ladesäule gemäß Anspruch 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausführungen der Erfindung sind in den nachfolgenden Unteransprüchen dargelegt. It is therefore the object of the present invention to provide a charging column for charging electric vehicles, the fuel supply of which can be refilled more easily, faster and thus more cost-effectively and at the same time more safely. The object is achieved by means of the charging station according to claim 1. Further advantageous embodiments of the invention are set out in the following subclaims.
Die erfindungsgemäße Ladesäule, die zur Aufladung von Elektrofahrzeugen geeignet ist, weist eine Energiekonversionsvorrichtung auf, die geeignet ist, flüssigen und/oder gasförmigen Kraftstoff in elektrische Energie zu konvertieren. Außerdem weist die Ladesäule eine Aufnahme für einen Tank für flüssigen und/oder gasförmigen Kraftstoff sowie eine Kraftstoffleitung auf. Erfindungsgemäß ist die Aufnahme geeignet, einen Wechseltank aufzunehmen. Die Kraftstoffleitung verbindet dabei die Energiekonversionsvorrichtung mit dem Wechseltank. The charging column according to the invention, which is suitable for charging electric vehicles, has an energy conversion device which is suitable for converting liquid and / or gaseous fuel into electrical energy. In addition, the charging station has a receptacle for a tank for liquid and / or gaseous fuel and a fuel line. According to the invention, the receptacle is suitable for receiving an interchangeable tank. The fuel line connects the energy conversion device with the interchangeable tank.
Ein Betreiber der Ladesäule ist aufgrund der Lagerung des Kraftstoffs in Wechseltanks in der Lage, die Ladesäule so schnell und sicher wieder zu befüllen, dass die Ausfallzeit der Ladesäule aufgrund fehlenden Kraftstoffs gering gehalten wird. Der entleerte Wechseltank wird extern, z.B. an einer zentralen Tankstelle, befüllt und steht für den nächsten Einsatz in einer Ladesäule bereit. Es besteht auch die Möglichkeit den Wechseltank in der Ladesäule selbst wieder zu befüllen ohne ihn aus der Ladesäule zur erneuten Befüllung bzw. Nachtankung zu entnehmen. Because the fuel is stored in exchangeable tanks, an operator of the charging column is able to refill the charging column so quickly and safely that the downtime of the charging column due to a lack of fuel is kept to a minimum. The empty interchangeable tank is filled externally, e.g. at a central petrol station, and is ready for the next use in a charging station. There is also the possibility of refilling the interchangeable tank in the charging column yourself without removing it from the charging column for refilling or refueling.
Eine Ladesäule im Sinne dieser Erfindung ist eine stationäre Einrichtung, die nicht dafür vorgesehen ist zwischen zwei Ladezyklen bewegt zu werden. Entsprechend soll das Gesamt- Tankvolumen einer erfindungsgemäßen Ladesäule bei 1001 oder größer liegen. Bevorzugt wird ein Tankvolumen von größer 2001, besonders bevorzugt wird ein Gesamt- Tankvolumen von größer 5001. Das Gesamt-Tankvolumen entspricht dabei der Summe der Tankvolumen der einzelnen Wechseltanks der Ladesäule. Einzelne Wechseltanks können auch in kleineren Abmessungen verwendet werden. So eigenen sich insbesondere Wechseltanks mit einem Volumen von kleinergleich 151, bevorzugt von kleinergleich 301 und besonders bevorzugt von kleinergleich 501 für den Versand mit Paketlogistikunternehmen. In einer Weiterbildung der Erfindung weist die Ladesäule eine Anschlussvorrichtung auf, die an den Wechseltank anschließbar ist. Über die Anschlussvorrichtung wird der Wechseltank derart kraftschlüssig an die Ladesäule angeschlossen, dass der Wechseltank in Position gehalten wird. For the purposes of this invention, a charging column is a stationary device that is not intended to be moved between two charging cycles. Accordingly, the total tank volume of a charging station according to the invention should be 1001 or greater. A tank volume greater than 2001 is preferred, and a total tank volume greater than 5001 is particularly preferred. The total tank volume corresponds to the sum of the tank volumes of the individual interchangeable tanks of the charging station. Individual exchangeable tanks can also be used in smaller dimensions. In particular, interchangeable tanks with a volume of less than or equal to 151, preferably less than or equal to 301 and particularly preferably less than or equal to 501 are suitable for shipping with parcel logistics companies. In a further development of the invention, the charging column has a connection device that can be connected to the interchangeable tank. The interchangeable tank is connected to the charging column with a force fit via the connection device in such a way that the interchangeable tank is held in position.
In einer weiteren Gestaltung der Erfindung ist die Anschlussvorrichtung an die Kraftstoffleitung der Ladesäule angeschlossen. Über eine Anschlussvorrichtung, die mit der Kraftstoffleitung verbunden ist ist der Wechseltank in die Ladesäule anschließbar. Die Anschlussvorrichtung weist üblicherweise ein verschlossenes Loch auf, das erst dann geöffnet wird, wenn der Wechseltank korrekt in der Aufnahme angeordnet ist. Erst dann wird Kraftstoff durch die Kraftstoffpumpe gefördert. In a further embodiment of the invention, the connection device is connected to the fuel line of the charging station. The interchangeable tank can be connected to the charging station via a connection device that is connected to the fuel line. The connection device usually has a closed hole which is only opened when the interchangeable tank is correctly arranged in the receptacle. Only then is fuel delivered by the fuel pump.
In einer weiteren Ausführung der Erfindung ist die Aufnahme geeignet, den Wechseltank in einer vorbestimmten Orientierung aufzunehmen. Dadurch wird einerseits das Wechseln des Wechseltanks erleichtert, gleichzeitig wird sichergestellt, dass der Wechseltank funktionsfähig mit der Kraftstoffleitung verbunden ist. In a further embodiment of the invention, the receptacle is suitable for receiving the exchangeable tank in a predetermined orientation. On the one hand, this makes changing the interchangeable tank easier, and at the same time ensures that the interchangeable tank is functionally connected to the fuel line.
In einem weiteren Aspekt der Erfindung gibt die vorbestimmte Orientierung des aufzunehmenden Wechseltanks die Lage einer Anschlussvorrichtung des Wechseltanks zur Anschlussvorrichtung der Ladesäule vor. Dadurch wird einerseits das Wechseln des Wechseltanks erleichtert, gleichzeitig wird sichergestellt, dass der Wechseltank funktionsfähig mit der Kraftstoffleitung verbunden ist. In a further aspect of the invention, the predetermined orientation of the interchangeable tank to be accommodated specifies the position of a connection device of the interchangeable tank with respect to the connection device of the charging column. On the one hand, this makes changing the interchangeable tank easier, and at the same time ensures that the interchangeable tank is functionally connected to the fuel line.
In einer vorteilhaften Ausbildung der Erfindung weist die Aufnahme ein Arretierungselement auf, das geeignet ist, einen Wechseltank in einer Position zu arretieren. Mittels des Arretierungselements ist der Wechseltank fest mit der Ladesäule verbunden und bleibt auch bei leichten Erschütterungen funktionsfähig. In einer Weiterbildung der Erfindung ist das Arretierungselement als Rastelement ausgebildet. Der Wechseltank wird einfach und schnell in das Rastelement eingerastet und so in Position in der Ladesäule gehalten. In an advantageous embodiment of the invention, the receptacle has a locking element which is suitable for locking an interchangeable tank in one position. The interchangeable tank is firmly connected to the charging column by means of the locking element and remains functional even in the event of slight vibrations. In a further development of the invention, the locking element is designed as a latching element. The interchangeable tank is easily and quickly locked into the locking element and thus held in position in the charging station.
In einer weiteren Gestaltung der Erfindung ist die Aufnahme verschließbar ausgebildet, um insbesondere Vandalismus und Diebstahl vorzubeugen. In einem weiteren Aspekt der Erfindung ist die Aufnahme hinter einer verschließbaren Öffnung angeordnet, um insbesondere Vandalismus und Diebstahl vorzubeugen. In a further embodiment of the invention, the receptacle is designed to be lockable, in particular to prevent vandalism and theft. In a further aspect of the invention, the receptacle is arranged behind a closable opening, in particular to prevent vandalism and theft.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführung der Erfindung weist die Ladesäule mehrere Aufnahmen auf, die geeignet sind, jeweils einen Wechseltank aufzunehmen. Die Ladesäule kann entweder mehr Kraftstoff in mehreren Wechseltanks aufnehmen, und/oder die Ausfallzeit der Ladesäule aufgrund fehlenden Kraftstoffs wird minimiert, wenn jeweils nur der entleerte Wechseltank gewechselt wird. In a further advantageous embodiment of the invention, the charging column has a plurality of receptacles which are suitable for each receiving an interchangeable tank. The charging column can either hold more fuel in several interchangeable tanks and / or the downtime of the charging column due to a lack of fuel is minimized if only the empty interchangeable tank is changed in each case.
In einer weiteren Ausbildung der Erfindung sind die Aufnahmen gleich ausgebildet. Das bedeutet, dass auch die in den Aufnahmen angeordneten Wechseltanks gleich ausgebildet sind. Dadurch wird nur eine Formgebung des Wechseltanks benötigt, die Wechseltanks sind beliebig austauschbar. In a further embodiment of the invention, the receptacles are designed the same. This means that the interchangeable tanks arranged in the receptacles are also designed in the same way. As a result, only one shape of the interchangeable tank is required, the interchangeable tanks can be exchanged as required.
Die Aufgabe wird ebenfalls mittels des Wechseltanks gemäß Anspruch 13 gelöst. The object is also achieved by means of the interchangeable tank according to claim 13.
Der Wechseltank ist geeignet, flüssige und/oder gasförmige Kraftstoffe aufzunehmen. Erfindungsgemäß ist der Wechseltank in einer Aufnahme einer Ladesäule zur Aufladung von Elektrofahrzeugen aufnehmbar. Ein Betreiber der Ladesäule ist aufgrund der Lagerung des Kraftstoffs in Wechseltanks in der Lage, die Ladesäule so schnell und sicher wieder zu befüllen, dass die Ausfallzeit der Ladesäule aufgrund fehlenden Kraftstoffs gering gehalten wird. Der entleerte Wechseltank wird extern, z.B. an einer Tankstelle, befüllt und steht für den nächsten Einsatz in einer Ladesäule bereit. In einem weiteren Aspekt der Erfindung weist der Wechseltank einen Verschluss auf. In einerweiteren Gestaltung der Erfindung ist der Verschluss geeignet, den Wechseltank zu öffnen und zu verschließen. Eine Befüllung des Wechseltanks über den Verschluss ist so möglich. In einer weiteren Ausführung der Erfindung ist der Verschluss geeignet, den Wechseltank mehrfach zu öffnen und ebenfalls mehrfach zu verschließen. Dadurch wird ermöglicht, den Tank mehrfach zu verwenden. The interchangeable tank is suitable for holding liquid and / or gaseous fuels. According to the invention, the interchangeable tank can be received in a receptacle of a charging column for charging electric vehicles. Because the fuel is stored in exchangeable tanks, an operator of the charging column is able to refill the charging column so quickly and safely that the downtime of the charging column due to a lack of fuel is kept to a minimum. The empty interchangeable tank is filled externally, for example at a petrol station, and is ready for the next use in a charging station. In a further aspect of the invention, the interchangeable tank has a closure. In a further embodiment of the invention, the closure is suitable for opening and closing the interchangeable tank. This makes it possible to fill the interchangeable tank via the cap. In a further embodiment of the invention, the closure is suitable for opening the interchangeable tank several times and also closing it several times. This enables the tank to be used several times.
In einer weiteren Ausbildung der Erfindung weist der Wechseltank ein Arretierungselement auf, das mit einer Arretierungsvorrichtung der Ladesäule koppelbar ist. Eine mehrfache Befüllung des Wechseltanks über den Verschluss ist so möglich. In a further embodiment of the invention, the interchangeable tank has a locking element which can be coupled to a locking device of the charging column. This means that the interchangeable tank can be filled multiple times using the cap.
Die Aufgabe wird ebenfalls mittels des Ladesäulensystems gemäß Anspruch 18 gelöst. The object is also achieved by means of the charging column system according to claim 18.
Das Ladesäulensystem umfasst eine Ladesäule und einen Wechseltank, sowie eine Energiekonversionsvorrichtung, die geeignet ist, flüssigen und/oder gasförmigen Kraftstoff in elektrische Energie zu konvertieren. Ein Betreiber der Ladesäule ist aufgrund der Lagerung des Kraftstoffs in Wechseltanks in der Lage, die Ladesäule so schnell und sicher wieder zu befüllen, dass die Ausfallzeit der Ladesäule aufgrund fehlenden Kraftstoffs gering gehalten wird. Der entleerte Wechseltank wird extern, z.B. an einer Tankstelle, befüllt und steht für den nächsten Einsatz in einer Ladesäule bereit. The charging column system comprises a charging column and an interchangeable tank, as well as an energy conversion device which is suitable for converting liquid and / or gaseous fuel into electrical energy. Because the fuel is stored in exchangeable tanks, an operator of the charging column is able to refill the charging column so quickly and safely that the downtime of the charging column due to a lack of fuel is kept to a minimum. The empty interchangeable tank is filled externally, e.g. at a petrol station, and is ready for the next use in a charging station.
Die Aufgabe wird ebenfalls mittels des Verfahrens zur Betankung einer Ladesäule, aufweisend eine Energiekonversionsvorrichtung gemäß Anspruch 20, gelöst. The object is also achieved by means of the method for refueling a charging station, having an energy conversion device according to claim 20.
Das Verfahren zur Betankung einer Ladesäule mit einer Energiekonversionsvorrichtung, die geeignet ist, einen flüssigen und/oder gasförmigen Kraftstoff in elektrische Energie zu konvertieren, weist die Verfahrensschritte Einführen eines befüllten Wechseltanks in eine Aufnahme der Ladesäule sowie Anschluss des befüllten Wechseltanks an eine Kraftstoffleitung der Ladesäule auf, wobei die Kraftstoffleitung mit der Energiekonversionsvorrichtung verbunden ist. Ein Betreiber der Ladesäule ist aufgrund der Lagerung des Kraftstoffs in Wechseltanks in der Lage, die Ladesäule so schnell und sicher wieder zu befüllen, dass die Ausfallzeit der Ladesäule aufgrund fehlenden Kraftstoffs gering gehalten wird. Der entleerte Wechseltank wird extern, z.B. an einer Tankstelle, befüllt und steht für den nächsten Einsatz in einer Ladesäule bereit. The method for refueling a charging column with an energy conversion device that is suitable for converting a liquid and / or gaseous fuel into electrical energy has the method steps of inserting a filled interchangeable tank into a receptacle in the charging column and connecting the filled interchangeable tank to a Fuel line of the charging station, wherein the fuel line is connected to the energy conversion device. Because the fuel is stored in exchangeable tanks, an operator of the charging column is able to refill the charging column so quickly and safely that the downtime of the charging column due to a lack of fuel is kept to a minimum. The empty interchangeable tank is filled externally, for example at a petrol station, and is ready for the next use in a charging station.
In einer weiteren Gestaltung der Erfindung wird ein erster Wechseltank aus einer Aufnahme in der Ladesäule entnommen. Der erste Wechseltank ist üblicherweise geleert oder weist derartige Fehler auf, dass der in ihm befindliche Kraftstoff nicht von der Ladesäule verwendet werden kann. Der erste Wechseltank kann dann extern der Ladesäule wieder mit Kraftstoff befüllt bzw. repariert werden. In a further embodiment of the invention, a first interchangeable tank is removed from a receptacle in the charging column. The first interchangeable tank is usually emptied or has such defects that the fuel in it cannot be used by the charging station. The first interchangeable tank can then be refilled with fuel or repaired externally to the charging station.
In einem weiteren Aspekt der Erfindung wird der erste Wechseltank aus einer Arretierung in der Aufnahme der Ladesäule gelöst. Die Arretierung befestigt und stabilisiert den Wechseltank in der Ladesäule. Der Wechseltank muss daher vor Entnahme aus der Arretierung gelöst werden. In einer Weiterbildung der Erfindung wird der befüllte Wechseltank in der Aufnahme in der Ladesäule arretiert. Die Arretierung befestigt und stabilisiert den Wechseltank in der Ladesäule. In a further aspect of the invention, the first interchangeable tank is released from a lock in the receptacle of the charging column. The locking fixes and stabilizes the interchangeable tank in the charging station. The interchangeable tank must therefore be released from the lock before it can be removed. In a further development of the invention, the filled interchangeable tank is locked in the receptacle in the charging column. The locking fixes and stabilizes the interchangeable tank in the charging station.
In einer weiteren Ausbildung der Erfindung wird der erste Wechseltank von einer Anschlussvorrichtung in der Aufnahme der Ladesäule gelöst. Über die Anschlussvorrichtung ist der Wechseltank mit der Kraftstoffleitung verbunden. Beim Lösen des Wechseltanks wird die Kraftstoffleitung verschlossen, um das Eindringen von Schmutz zu verhindern. In a further embodiment of the invention, the first interchangeable tank is released from a connection device in the receptacle of the charging column. The interchangeable tank is connected to the fuel line via the connection device. When the interchangeable tank is loosened, the fuel line is closed to prevent dirt from entering.
In einer weiteren Ausführung der Erfindung wird der befüllte Wechseltank an eine Anschlussvorrichtung in der Aufnahme der Ladesäule angeschlossen. Die Anschlussvorrichtung weist üblicherweise ein verschlossenes Loch auf, das erst dann geöffnet wird, wenn der Wechseltank korrekt in der Aufnahme angeordnet ist. Erst dann wird Kraftstoff durch die Kraftstoffpumpe gefördert. In a further embodiment of the invention, the filled interchangeable tank is connected to a connection device in the receptacle of the charging column. The connection device usually has a closed hole, which only then is opened when the interchangeable tank is correctly arranged in the receptacle. Only then is fuel delivered by the fuel pump.
In einer weiteren Variante der Erfindung wird die verschließbare Öffnung vor der Entnahme des ersten Wechseltanks entriegelt und/oder geöffnet wird und/oder die verschließbare Öffnung nach der Einführung des befüllten Wechseltanks in die Aufnahme geschlossen und/oder verriegelt. Die Öffnung dient insbesondere dazu, Vandalismus und Diebstahl vorzubeugen. In a further variant of the invention, the closable opening is unlocked and / or opened before the removal of the first interchangeable tank and / or the closable opening is closed and / or locked after the filled interchangeable tank has been inserted into the receptacle. The opening serves in particular to prevent vandalism and theft.
Die Aufgabe wird weiterhin durch eine Tankanlage gemäß Anspruch 26 gelöst. The object is also achieved by a tank system according to claim 26.
Die Tankanlage ist dazu vorgesehen und geeignet an eine oder mehrere Ladesäulen mit jeweils einer Energiekonversionsvorrichtung angeschlossen zu werden. Die Tankanlage weist hierzu ein Gehäuse und eine Anschlussvorrichtung auf, die geeignet die Ladesäule mit der Tankanlage zum Zwecke der Kraftstoffversorgung zu verbinden. Weiterhin weist die Tankanlage eine Aufnahme auf, die geeignet ist einen Wechseltank aufzunehmen. Eine solche Tankanlage kann vorteilhafterweise auch an mehrere Ladesäulen angeschlossen werden. So können kleine kompakt gebaute Ladesäulen betrieben werden, die trotz dessen auf die Vorteile der Verwendung von austauschbaren Wechseltanks zurückgreifen können. Auch die Aufnahmen in der Tankanlage können in ihren verschiedenen Ausführungen die gleichen Merkmale aufweisen, die oben für die Aufnahmen in der Ladesäule beschrieben sind. The tank system is intended and suitable to be connected to one or more charging stations, each with an energy conversion device. For this purpose, the tank system has a housing and a connection device which is suitable for connecting the charging station to the tank system for the purpose of supplying fuel. Furthermore, the tank system has a receptacle which is suitable for receiving an interchangeable tank. Such a tank system can advantageously also be connected to several charging stations. In this way, small, compactly built charging stations can be operated which, in spite of this, can make use of the advantages of using interchangeable exchangeable tanks. The different versions of the receptacles in the tank system can also have the same features that are described above for the receptacles in the charging station.
Im Folgenden wird eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen: An embodiment of the present invention is explained in more detail below with reference to drawings. Show it:
Fig. 1: Eine Schnittzeichnung eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßenFig. 1: A sectional drawing of an embodiment of the invention
Ladesäule mit Brennstoffzelle Fig. 2: Eine Schnittzeichnung eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßenCharging station with fuel cell Fig. 2: A sectional drawing of an embodiment of the invention
Ladesäule mit Verbrennungsmotor Internal combustion engine charging station
Fig. 3: Eine Schnittzeichnung eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßenFig. 3: A sectional drawing of an embodiment of the invention
Ladesäule mit Brennstoffzelle und Arretierungsvorrichtung als Clipelement ausgeführt. Charging column with fuel cell and locking device designed as a clip element.
Fig. 4: Eine Schnittzeichnung eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßenFig. 4: A sectional drawing of an embodiment of the invention
Ladesäule mit vier Wechseltanks Charging column with four interchangeable tanks
Fig. 5: Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Ladesäule bei geschlossener verschließbarer Öffnung Fig. 5: An embodiment of the charging column according to the invention with the closable opening closed
Fig. 6: Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Ladesäule mit vierFig. 6: An embodiment of the charging column according to the invention with four
Wechseltanks bei geöffneter verschließbarer Öffnung Swap tanks with the lockable opening open
Fig. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Ladesäule, die mittels einer Brennstoffzelle 7.1 Strom zum Laden eines Kraftfahrzeugs erzeugt. Die Ladesäule 1 weist eine Brennstoffzelle 7.1 auf, die innerhalb der ersten Vorrichtung zur Energiekonversion 3 verbaut ist. Die Brennstoffzelle 7.1 ist üblicherweise eine Direct Methanol Fuel Cell (DMFC), die mittels Methanol betrieben wird. Möglich sind aber auch andere Ausführungen der Brennstoffzelle 7.1, die z.B. mittels Ethanol oder Wasserstoff betrieben werden. Alle diese Kraftstoffarten können aus Biomasse bzw. aus Erdgas umweltverträglich hergestellt werden, sind weltweit als Kraftstoffe seit Langem etabliert und stehen somit preiswert zur Verfügung. Fig. 1 shows an embodiment of the charging column according to the invention, which generates electricity for charging a motor vehicle by means of a fuel cell 7.1. The charging station 1 has a fuel cell 7.1, which is installed within the first device for energy conversion 3. The fuel cell 7.1 is usually a direct methanol fuel cell (DMFC), which is operated by means of methanol. However, other versions of the fuel cell 7.1, which are operated using ethanol or hydrogen, for example, are also possible. All of these types of fuel can be produced from biomass or natural gas in an environmentally friendly way, have long been established as fuels around the world and are therefore available at low cost.
Weiterhin ist in der Ladesäule 1 ein elektrischer Energiespeicher (wiederaufladbarer Akku) 9 sowie eine Vorrichtung zur Beförderung des flüssigen Energieträgers 11 verbaut. Der Energiespeicher 9 versorgt die Steuereinheit 5, mittels der die Ladesäule 1 den Beginn eines bzw. die Beendigung eines Ladevorgangs erkennt und initiiert. Außerdem kann ein Benutzer mittels der Steuereinheit 5 den Ladevorgang bezahlen. Dabei sind verschiedene Bezahlsysteme möglich, z.B. über verschiedene Kreditkarten oder über ein mobiles Endgerät, z.B. ein Smartphone. Die Lagerung des Kraftstoffs in der erfindungsgemäßen Ladesäule 1 erfolgt in einem Tank 6. Der Tank 6 ist vorteilhafterweise als Wechseltank ausgebildet, der als ganzes Bauteil bei Bedarf gewechselt werden kann. Die Aufnahme 14, die den Wechseltank 6 aufnimmt, ist derart ausgebildet, dass der Wechseltank 6 nur in einer Lage in die Ladesäule 1 eingebaut werden kann. Furthermore, an electrical energy store (rechargeable battery) 9 and a device for conveying the liquid energy carrier 11 are installed in the charging station 1. The energy store 9 supplies the control unit 5, by means of which the charging station 1 recognizes and initiates the beginning or the end of a charging process. In addition, a user can pay for the charging process by means of the control unit 5. Different payment systems are possible, e.g. using different credit cards or a mobile device, e.g. a smartphone. The fuel is stored in the charging station 1 according to the invention in a tank 6. The tank 6 is advantageously designed as an interchangeable tank, which can be changed as a whole component if necessary. The receptacle 14, which receives the interchangeable tank 6, is designed in such a way that the interchangeable tank 6 can only be installed in one position in the charging column 1.
Die erste und die zweite Vorrichtung zur Energiekonversion 3, 4 mit Brennstoffzelle 7.1 und Stromrichter 8.1, Wechseltank 6, Energiespeicher 9, der Kraftstoffpumpe 11, Steuereinheit 5 sowie die elektrischen Anschlüsse 10 sind alle vorteilhafterweise in einer Einhausung 2 verbaut. Die Einhausung 2 weist üblicherweise mindestens eine wiederverschließbare Öffnung 19 auf, mittels der der Wechseltank 6 zugänglich ist. The first and second devices for energy conversion 3, 4 with fuel cell 7.1 and converter 8.1, exchangeable tank 6, energy store 9, fuel pump 11, control unit 5 and electrical connections 10 are all advantageously installed in a housing 2. The housing 2 usually has at least one resealable opening 19 by means of which the interchangeable tank 6 is accessible.
Über eine Anschlussvorrichtung 13, die mit der Kraftstoffleitung 12 verbunden ist, ist der Wechseltank 6 in die Ladesäule 1 anschließbar. Die Anschlussvorrichtung 13 weist üblicherweise ein verschlossenes Loch auf, das erst dann geöffnet wird, wenn der Wechseltank 6 korrekt in der Aufnahme angeordnet ist. Erst dann wird Kraftstoff durch die Kraftstoffpumpe 11 gefördert. Über die Anschlussvorrichtung 13 kann ein entleerter Wechseltank 6 auch wieder mit Kraftstoff befüllt werden. The interchangeable tank 6 can be connected to the charging column 1 via a connection device 13 which is connected to the fuel line 12. The connection device 13 usually has a closed hole which is only opened when the interchangeable tank 6 is correctly arranged in the receptacle. Only then is fuel delivered by the fuel pump 11. An emptied interchangeable tank 6 can also be refilled with fuel via the connection device 13.
Die Anschlussvorrichtung 13 ist üblicherweise derart in der Ladesäule 1 angeordnet, dass der Wechseltank 6 mit seinem tiefsten Bereich angeschlossen werden kann. Damit wird gewährleistet, dass der weitaus überwiegende Teil des im Wechseltank 6 befindlichen Kraftstoffs genutzt wird. Ein Orientierungselement 18 sorgt dafür, dass der Wechseltank 6 nur in einer Orientierung in die Aufnahme einbaubar ist. Die Anschlussvorrichtung des Wechseltanks 6 ist dann korrekt mit der Anschlussvorrichtung 13 und der Kraftstoffleitung 12 der Ladesäule 1 verbunden. The connection device 13 is usually arranged in the charging column 1 in such a way that the interchangeable tank 6 can be connected with its deepest area. This ensures that the vast majority of the fuel in the interchangeable tank 6 is used. An orientation element 18 ensures that the interchangeable tank 6 can only be installed in the receptacle in one orientation. The connection device of the interchangeable tank 6 is then correctly connected to the connection device 13 and the fuel line 12 of the charging station 1.
Zur Betankung der Ladesäule 1 wird zuerst die wiederverschließbare Öffnung 19 entriegelt, geöffnet und die Anschlussvorrichtung 13 geschlossen. Danach wird ein entleerter Wechseltank 6 von der Anschlussvorrichtung 13 gelöst und damit von der Kraftstoffleitung 12 getrennt. Dann wird das Arretierungselement 16 von der Arretierungsvorrichtung 17 gelöst und der entleerte Wechseltank 6 aus der Aufnahme 14 entnommen. Im nächsten Schritt wird ein befüllter Wechseltank 6 in die Aufnahme 14 eingeführt, das Arretierungselement 16 in die Arretierungsvorrichtung 17 arretiert und mit der Anschlussvorrichtung 13 verbunden. Der Wechseltank 6 ist jetzt mit der Kraftstoffleitung 12 verbunden. Im letzten Schritt wird die wiederverschließbare Öffnung 19 geschlossen und verriegelt. Die Ladesäule 1 ist wieder betriebsbereit. To refuel the charging station 1, the resealable opening 19 is first unlocked and opened and the connection device 13 is closed. Then an emptied interchangeable tank 6 is released from the connection device 13 and thus from the Fuel line 12 disconnected. The locking element 16 is then released from the locking device 17 and the emptied interchangeable tank 6 is removed from the receptacle 14. In the next step, a filled interchangeable tank 6 is inserted into the receptacle 14, the locking element 16 is locked in the locking device 17 and connected to the connection device 13. The interchangeable tank 6 is now connected to the fuel line 12. In the last step, the resealable opening 19 is closed and locked. The charging station 1 is ready for operation again.
Ein Betreiber der Ladesäule 1 ist aufgrund der Lagerung des Kraftstoffs in Wechseltanks 6 in der Lage, die Ladesäule 1 so schnell und sicher wieder zu befüllen, dass die Ausfallzeit der Ladesäulel aufgrund fehlenden Kraftstoffs gering gehalten wird. Der entleerte Wechseltank 6 wird extern, z.B. an einer Tankstelle, befüllt und steht für den nächsten Einsatz in einer Ladesäule bereit. An operator of the charging column 1 is able to refill the charging column 1 so quickly and safely because the fuel is stored in exchangeable tanks 6 that the downtime of the charging column due to a lack of fuel is kept to a minimum. The empty interchangeable tank 6 is filled externally, e.g. at a gas station, and is ready for the next use in a charging station.
Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Ladesäule, die mittels eines Verbrennungsmotors Strom zum Laden eines Kraftfahrzeugs erzeugt, zeigt Fig. 2. Die Ladevorrichtung 1 weist eine erste Vorrichtung zur Energiekonversion 3 auf, die einen Verbrennungsmotor 7.2 mit Anlasser aufweist. Der Verbrennungsmotor 7.2 ist üblicherweise ein Kolben-Verbrennungsmotor, der z.B. nach dem Otto-Prinzip (4-Takt) fremdgezündet wird. Möglich sind aber auch andere Bauformen wie z.B. Wankelmotor oder Turbine. An embodiment of the charging column according to the invention, which generates electricity for charging a motor vehicle by means of an internal combustion engine, is shown in FIG. 2. The charging device 1 has a first device for energy conversion 3, which has an internal combustion engine 7.2 with a starter. The internal combustion engine 7.2 is usually a piston internal combustion engine that is spark-ignited, e.g. according to the Otto principle (4-stroke). However, other designs such as a rotary engine or turbine are also possible.
Betrieben wird der Verbrennungsmotor 7.2 vorteilhafterweise vorzugsweise mit einem flüssigen Energieträger (Kraftstoff), z.B. herkömmlicher Otto-Kraftstoff oder ein Kraftstoff- Ethanol-Methanol-Gemisch. Der Verbrennungsmotor 7.2 treibt die zweite Vorrichtung zur Energiekonversion 8.2, die einen Generator 8.2 aufweist, durch Rotation an. Die durch den Verbrennungsmotor 7.2 erzeugte kinetische Energie wird also durch den Generator 8.2 in elektrische Energie umgewandelt, in einen Wechselstrom. Weiterhin ist in der Ladesäule 1 ein elektrischer Energiespeicher (wiederaufladbarer Akku) 9 sowie eine Vorrichtung zur Beförderung des flüssigen Energieträgers 11 verbaut. Der Energiespeicher 9 versorgt die Steuereinheit 5, mittels der die Ladesäule 1 den Beginn eines bzw. die Beendigung eines Ladevorgangs erkennt und initiiert. The internal combustion engine 7.2 is advantageously operated preferably with a liquid energy carrier (fuel), for example conventional Otto fuel or a fuel-ethanol-methanol mixture. The internal combustion engine 7.2 drives the second device for energy conversion 8.2, which has a generator 8.2, by rotation. The kinetic energy generated by the internal combustion engine 7.2 is thus converted by the generator 8.2 into electrical energy, into an alternating current. Furthermore, an electrical energy store (rechargeable battery) 9 and a device for conveying the liquid energy carrier 11 are installed in the charging station 1. The energy store 9 supplies the control unit 5, by means of which the charging station 1 recognizes and initiates the beginning or the end of a charging process.
Die Lagerung des Kraftstoffs in der erfindungsgemäßen Ladesäule 1 erfolgt in dem Wechseltank 6, der als ganzes Bauteil bei Bedarf gewechselt werden kann. Die Aufnahme 14, die den Wechseltank 6 aufnimmt, ist derart ausgebildet, dass der Wechseltank 6 nur in einer Lage in die Ladesäule 1 eingebaut werden kann. Der Wechseltank 6 weist in diesem Ausführungsbeispiel einen Verschluss 15 an der Oberseite des Wechseltanks 6 auf, mit dem der Wechseltank 6 mehrfach geöffnet und wieder geschlossen werden kann. Über den Verschluss 15 kann ein entleerter Wechseltank 6 wieder befüllt werden. The fuel is stored in the charging column 1 according to the invention in the interchangeable tank 6, which can be changed as a whole component if necessary. The receptacle 14, which receives the interchangeable tank 6, is designed in such a way that the interchangeable tank 6 can only be installed in one position in the charging column 1. In this exemplary embodiment, the interchangeable tank 6 has a closure 15 on the upper side of the interchangeable tank 6, with which the interchangeable tank 6 can be opened and closed again several times. An emptied interchangeable tank 6 can be refilled via the closure 15.
Die erste und die zweite Vorrichtung zur Energiekonversion 3, 4 mit Verbrennungsmotor 7.2 und Generator 8.2, Wechseltank 6, Energiespeicher 9, der Kraftstoffpumpe 11, Steuereinheit 5 sowie die elektrischen Anschlüsse 10 sind alle vorteilhafterweise in einer Einhausung 2 verbaut. Die Einhausung 2 weist üblicherweise mindestens eine wiederverschließbare Öffnung 19 auf, mittels der der Wechseltank 6 zugänglich ist. The first and second energy conversion devices 3, 4 with internal combustion engine 7.2 and generator 8.2, interchangeable tank 6, energy store 9, fuel pump 11, control unit 5 and electrical connections 10 are all advantageously installed in a housing 2. The housing 2 usually has at least one resealable opening 19 by means of which the interchangeable tank 6 is accessible.
Über eine Anschlussvorrichtung 13, die mit der Kraftstoffleitung 12 verbunden ist, ist der Wechseltank 6 in die Ladesäule 1 anschließbar. Die Anschlussvorrichtung 13 ist üblicherweise derart in der Ladesäule 1 angeordnet, dass der Wechseltank 6 mit seinem tiefsten Bereich angeschlossen werden kann. Damit wird gewährleistet, dass der weitaus überwiegende Teil des im Wechseltank 6 befindlichen Kraftstoffs genutzt wird. Ein Orientierungselement 18 sorgt dafür, dass der Wechseltank 6 nur in einer Orientierung in die Aufnahme einbaubar ist. Die Anschlussvorrichtung des Wechseltanks 6 ist dann korrekt mit der Anschlussvorrichtung 13 und der Kraftstoffleitung 12 der Ladesäule 1 verbunden. Zur Betankung der Ladesäule 1 wird zuerst die wiederverschließbare Öffnung 19 entriegelt, geöffnet und die Anschlussvorrichtung 13 geschlossen. Danach wird ein entleerter Wechseltank 6 von der Anschlussvorrichtung 13 gelöst und damit von der Kraftstoffleitung 12 getrennt. Dann wird das Arretierungselement 16 von der Arretierungsvorrichtung 17 gelöst und der entleerte Wechseltank 6 aus der Aufnahme 14 entnommen. Im nächsten Schritt wird ein befüllter Wechseltank 6 in die Aufnahme 14 eingeführt, das Arretierungselement 16 in die Arretierungsvorrichtung 17 arretiert und mit der Anschlussvorrichtung 13 verbunden. Der Wechseltank 6 ist jetzt mit der Kraftstoffleitung 12 verbunden. Im letzten Schritt wird die wiederverschließbare Öffnung 19 geschlossen und verriegelt. Die Ladesäule 1 ist wieder betriebsbereit. The interchangeable tank 6 can be connected to the charging column 1 via a connection device 13 which is connected to the fuel line 12. The connection device 13 is usually arranged in the charging column 1 in such a way that the interchangeable tank 6 can be connected with its deepest area. This ensures that the vast majority of the fuel in the interchangeable tank 6 is used. An orientation element 18 ensures that the interchangeable tank 6 can only be installed in the receptacle in one orientation. The connection device of the interchangeable tank 6 is then correctly connected to the connection device 13 and the fuel line 12 of the charging station 1. To refuel the charging station 1, the resealable opening 19 is first unlocked and opened and the connection device 13 is closed. An emptied interchangeable tank 6 is then detached from the connection device 13 and thus separated from the fuel line 12. The locking element 16 is then released from the locking device 17 and the emptied interchangeable tank 6 is removed from the receptacle 14. In the next step, a filled interchangeable tank 6 is inserted into the receptacle 14, the locking element 16 is locked in the locking device 17 and connected to the connection device 13. The interchangeable tank 6 is now connected to the fuel line 12. In the last step, the resealable opening 19 is closed and locked. The charging station 1 is ready for operation again.
Fig. 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Ladesäule, die eine Arretierungsvorrichtung 17 für den Wechseltank 6 aufweist. 3 shows an exemplary embodiment of the charging column according to the invention, which has a locking device 17 for the interchangeable tank 6.
Die Ladesäule 1 weist eine Brennstoffzelle 7.1 auf, die innerhalb der ersten Vorrichtung zur Energiekonversion 3 verbaut ist. Die Brennstoffzelle 7.1 ist üblicherweise eine Direct Methanol Fuel Cell (DMFC), die mittels Methanol betrieben wird. Möglich sind aber auch andere Ausführungen der Brennstoffzelle 7.1, die z.B. mittels Ethanol oder Wasserstoff betrieben werden. The charging station 1 has a fuel cell 7.1, which is installed within the first device for energy conversion 3. The fuel cell 7.1 is usually a direct methanol fuel cell (DMFC), which is operated by means of methanol. However, other versions of the fuel cell 7.1, which are operated using ethanol or hydrogen, for example, are also possible.
Weiterhin ist in der Ladesäule 1 ein elektrischer Energiespeicher (wiederaufladbarer Akku) 9 sowie eine Vorrichtung zur Beförderung des flüssigen Energieträgers 11 verbaut. Der Energiespeicher 9 versorgt die Steuereinheit 5, mittels der die Ladesäule 1 den Beginn eines bzw. die Beendigung eines Ladevorgangs erkennt und initiiert. Furthermore, an electrical energy store (rechargeable battery) 9 and a device for conveying the liquid energy carrier 11 are installed in the charging station 1. The energy store 9 supplies the control unit 5, by means of which the charging station 1 recognizes and initiates the beginning or the end of a charging process.
Die Lagerung des Kraftstoffs in der erfindungsgemäßen Ladesäule 1 erfolgt in dem Wechseltank 6, der als ganzes Bauteil bei Bedarf gewechselt werden kann. Die Aufnahme 14, die den Wechseltank 6 aufnimmt, ist derart ausgebildet, dass der Wechseltank 6 nur in einer Lage in die Ladesäule 1 eingebaut werden kann. Der Wechseltank 6 weist in diesem Ausführungsbeispiel ein Arretierungselement 16 auf, das in eine korrespondierende Arretierungsvorrichtung 17 eingeführt ist. Vorteilhafterweise ist die Arretierungsvorrichtung 17 ein Rastelement, in das das Arretierungselement 16 eingerastet wird. Mittels des Arretierungselements 16 und der Arretierungsvorrichtung 17 ist der Wechseltank 6 fest mit der Ladesäule 1 verbunden und bleibt auch bei leichten Erschütterungen funktionsfähig. The fuel is stored in the charging column 1 according to the invention in the interchangeable tank 6, which can be changed as a whole component if necessary. The receptacle 14, which receives the interchangeable tank 6, is designed in such a way that the interchangeable tank 6 can only be installed in one position in the charging column 1. In this exemplary embodiment, the interchangeable tank 6 has a locking element 16 which is inserted into a corresponding locking device 17. Is advantageous the locking device 17 has a locking element into which the locking element 16 is locked. The interchangeable tank 6 is firmly connected to the charging column 1 by means of the locking element 16 and the locking device 17 and remains functional even in the event of slight vibrations.
Über eine Anschlussvorrichtung 13, die mit der Kraftstoffleitung 12 verbunden ist, ist der Wechseltank 6 in die Ladesäule 1 anschließbar. Die Anschlussvorrichtung 13 ist üblicherweise derart in der Ladesäule 1 angeordnet, dass der Wechseltank 6 mit seinem tiefsten Bereich angeschlossen werden kann. Damit wird gewährleistet, dass der weitaus überwiegende Teil des im Wechseltank 6 befindlichen Kraftstoffs genutzt wird. Ein Orientierungselement 18 sorgt dafür, dass der Wechseltank 6 nur in einer Orientierung in die Aufnahme einbaubar ist. Die Anschlussvorrichtung des Wechseltanks 6 ist dann korrekt mit der Anschlussvorrichtung 13 und der Kraftstoffleitung 12 der Ladesäule 1 verbunden. The interchangeable tank 6 can be connected to the charging column 1 via a connection device 13 which is connected to the fuel line 12. The connection device 13 is usually arranged in the charging column 1 in such a way that the interchangeable tank 6 can be connected with its deepest area. This ensures that the vast majority of the fuel in the interchangeable tank 6 is used. An orientation element 18 ensures that the interchangeable tank 6 can only be installed in the receptacle in one orientation. The connection device of the interchangeable tank 6 is then correctly connected to the connection device 13 and the fuel line 12 of the charging station 1.
Die erste und die zweite Vorrichtung zur Energiekonversion 3, 4 mit Verbrennungsmotor 7.2 und Generator 8.2, Wechseltank 6, Energiespeicher 9, der Kraftstoffpumpe 11, Steuereinheit 5 sowie die elektrischen Anschlüsse 10 sind alle vorteilhafterweise in einer Einhausung 2 verbaut. Die Einhausung 2 weist üblicherweise mindestens eine wiederverschließbare Öffnung 19 auf, mittels der der Wechseltank 6 zugänglich ist. The first and second energy conversion devices 3, 4 with internal combustion engine 7.2 and generator 8.2, interchangeable tank 6, energy store 9, fuel pump 11, control unit 5 and electrical connections 10 are all advantageously installed in a housing 2. The housing 2 usually has at least one resealable opening 19 by means of which the interchangeable tank 6 is accessible.
Zur Betankung der Ladesäule 1 wird zuerst die wiederverschließbare Öffnung 19 entriegelt, geöffnet und die Anschlussvorrichtung 13 geschlossen. Danach wird ein entleerter Wechseltank 6 von der Anschlussvorrichtung 13 gelöst und damit von der Kraftstoffleitung 12 getrennt. Dann wird das Arretierungselement 16 von der Arretierungsvorrichtung 17 gelöst und der entleerte Wechseltank 6 aus der Aufnahme 14 entnommen. Im nächsten Schritt wird ein befüllter Wechseltank 6 in die Aufnahme 14 eingeführt, das Arretierungselement 16 in die Arretierungsvorrichtung 17 arretiert und mit der Anschlussvorrichtung 13 verbunden. Der Wechseltank 6 ist jetzt mit der Kraftstoffleitung 12 verbunden. Im letzten Schritt wird die wiederverschließbare Öffnung 19 geschlossen und verriegelt. Die Ladesäule 1 ist wieder betriebsbereit. To refuel the charging station 1, the resealable opening 19 is first unlocked and opened and the connection device 13 is closed. An emptied interchangeable tank 6 is then detached from the connection device 13 and thus separated from the fuel line 12. The locking element 16 is then released from the locking device 17 and the emptied interchangeable tank 6 is removed from the receptacle 14. In the next step, a filled interchangeable tank 6 is inserted into the receptacle 14, the locking element 16 is locked in the locking device 17 and connected to the connection device 13. The change tank 6 is now with the Fuel line 12 connected. In the last step, the resealable opening 19 is closed and locked. The charging station 1 is ready for operation again.
Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Ladesäule 1 mit mehreren Wechseltanks 6 zeigt Fig. 4. Die Ladesäule weist vier Wechseltanks 6 auf, die in einer 2x2-Matrix in jeweils einer Aufnahme 14 angeordnet sind. Die Größe eines Wechseltanks 6 entspricht in diesem Ausführungsbeispiel der Größe eines Wechseltanks 6 in den vorherigen Ausführungsbeispielen, vorteilhafterweise sind die Wechseltanks 6 also standardisiert ausgebildet. Dadurch wird einem Betreiber mehrerer Ladesäulen 1 der Austausch der Wechseltanks 6 erleichtert, denn er muss nur eine Art von Wechseltanks 6 vorrätig halten und befüllen. Die vier Aufnahmen 14 sind dementsprechend ebenfalls gleich ausgeführt. Jeder Wechseltank 6 ist über die Anschlussvorrichtung 13 mit der Kraftstoffleitung 12 verbunden. An exemplary embodiment of the charging column 1 according to the invention with a plurality of interchangeable tanks 6 is shown in FIG. 4. The charging column has four interchangeable tanks 6 which are arranged in a 2 × 2 matrix in a receptacle 14 each. The size of an interchangeable tank 6 in this exemplary embodiment corresponds to the size of an interchangeable tank 6 in the previous exemplary embodiments; the interchangeable tanks 6 are therefore advantageously designed in a standardized manner. This makes it easier for an operator of several charging stations 1 to exchange the interchangeable tanks 6, because he only has to keep one type of interchangeable tank 6 in stock and fill it. The four receptacles 14 are accordingly also made the same. Each interchangeable tank 6 is connected to the fuel line 12 via the connection device 13.
Die Ladesäule 1 weist eine Brennstoffzelle 7.1 auf, die innerhalb der ersten Vorrichtung zur Energiekonversion 3 verbaut ist. Die Brennstoffzelle 7.1 ist üblicherweise eine Direct Methanol Fuel Cell (DMFC), die mittels Methanol betrieben wird. Möglich sind aber auch andere Ausführungen der Brennstoffzelle 7.1, die z.B. mittels Ethanol oder Wasserstoff betrieben werden. Alle diese Kraftstoffarten können aus Biomasse bzw. aus Erdgas umweltverträglich hergestellt werden, sind weltweit als Kraftstoffe seit Langem etabliert und stehen somit preiswert zur Verfügung. The charging station 1 has a fuel cell 7.1, which is installed within the first device for energy conversion 3. The fuel cell 7.1 is usually a direct methanol fuel cell (DMFC), which is operated by means of methanol. However, other versions of the fuel cell 7.1, which are operated using ethanol or hydrogen, for example, are also possible. All of these types of fuel can be produced from biomass or natural gas in an environmentally friendly way, have long been established as fuels around the world and are therefore available at low cost.
Weiterhin ist in der Ladesäule 1 ein elektrischer Energiespeicher (wiederaufladbarer Akku) 9 sowie eine Vorrichtung zur Beförderung des flüssigen Energieträgers 11 verbaut. Der Energiespeicher 9 versorgt die Steuereinheit 5, mittels der die Ladesäule 1 den Beginn eines bzw. die Beendigung eines Ladevorgangs erkennt und initiiert. Außerdem kann ein Benutzer mittels der Steuereinheit 5 den Ladevorgang bezahlen. Dabei sind verschiedene Bezahlsysteme möglich, z.B. über verschiedene Kreditkarten oder über ein mobiles Endgerät, z.B. ein Smartphone. Die erste und die zweite Vorrichtung zur Energiekonversion 3, 4 mit Brennstoffzelle 7.1 und Stromrichter 8.1, Wechseltank 6, Energiespeicher 9, der Kraftstoffpumpe 11, Steuereinheit 5 sowie die elektrischen Anschlüsse 10 sind alle vorteilhafterweise in einer Einhausung 2 verbaut. Die Einhausung 2 weist üblicherweise mindestens eine wiederverschließbare Öffnung 19 auf. Furthermore, an electrical energy store (rechargeable battery) 9 and a device for conveying the liquid energy carrier 11 are installed in the charging station 1. The energy store 9 supplies the control unit 5, by means of which the charging station 1 recognizes and initiates the beginning or the end of a charging process. In addition, a user can pay for the charging process by means of the control unit 5. Different payment systems are possible, e.g. using different credit cards or a mobile device, e.g. a smartphone. The first and second devices for energy conversion 3, 4 with fuel cell 7.1 and converter 8.1, interchangeable tank 6, energy store 9, fuel pump 11, control unit 5 and electrical connections 10 are all advantageously installed in a housing 2. The housing 2 usually has at least one resealable opening 19.
Zur Betankung der Ladesäule 1 wird zuerst die wiederverschließbare Öffnung 19 entriegelt, geöffnet und die Anschlussvorrichtung 13 geschlossen. Danach wird ein entleerter Wechseltank 6 von der Anschlussvorrichtung 13 gelöst und damit von der Kraftstoffleitung 12 getrennt. Dann wird das Arretierungselement 16 von der Arretierungsvorrichtung 17 gelöst und der entleerte Wechseltank 6 aus der Aufnahme 14 entnommen. Im nächsten Schritt wird ein befüllter Wechseltank 6 in die Aufnahme 14 eingeführt, das Arretierungselement 16 in die Arretierungsvorrichtung 17 arretiert und mit der Anschlussvorrichtung 13 verbunden. Der Wechseltank 6 ist jetzt mit der Kraftstoffleitung 12 verbunden. Im letzten Schritt wird die wiederverschließbare Öffnung 19 geschlossen und verriegelt. Die Ladesäule 1 ist wieder betriebsbereit. To refuel the charging station 1, the resealable opening 19 is first unlocked and opened and the connection device 13 is closed. An emptied interchangeable tank 6 is then detached from the connection device 13 and thus separated from the fuel line 12. The locking element 16 is then released from the locking device 17 and the emptied interchangeable tank 6 is removed from the receptacle 14. In the next step, a filled interchangeable tank 6 is inserted into the receptacle 14, the locking element 16 is locked in the locking device 17 and connected to the connection device 13. The interchangeable tank 6 is now connected to the fuel line 12. In the last step, the resealable opening 19 is closed and locked. The charging station 1 is ready for operation again.
Fig. 5 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Ladesäule 1, wie sie sich in geschlossenem Zustand von außen gesehen darstellt. Die Ladesäule 1 weist die Einhausung 2 und eine Anzeige 10 auf, an der die für einen Nutzer wichtigen Daten wie zum Beispiel Ladestrom, Ladedauer und Kosten des Ladevorgangs angezeigt werden. Die Anzeige 20 ist mit der Steuereinheit 5 und dem Energiespeicher 9 elektrisch verbunden. Weiterhin weist die Ladesäule 1 ein Bedienterminal 21 auf, über die ein Nutzer den Ladevorgang einleiten bzw. beenden kann. Der Ladevorgang wird über das Bezahlterminal 22 bezahlt. Dabei sind verschiedene Bezahlsysteme möglich, z.B. über verschiedene Kreditkarten, die über das Einleseterminal 22 eingelesen werden. Andere Bezahlsysteme sind ebenfalls möglich, z.B. über ein mobiles Endgerät, z.B. ein Smartphone. Im oberen Bereich der Ladesäule 1 sind außerdem zwei elektrische Anschlüsse (Ladekabel) 10 angeordnet, die mit jeweils einem zu ladenden Elektrofahrzeug verbunden werden können. Im unteren Bereich der Ladesäule 1 ist die verschließbare Öffnung 19 angeordnet, die mittels einer Verriegelungsvorrichtung 23 ent- bzw. verriegelt werden kann. Die Öffnung 19 ist üblicherweise als Tür ausgebildet, die mittels Scharnieren an einer Seite der Ladesäule 1 angeschlagen ist. Die Verriegelungsvorrichtung 23 kann z.B. mittels eines Schlüssels, mittels einer Fernfreigabe über eine Authentifizierung und/oder durch Eingabe eines Codes bedient werden, um die Gefahr von Vandalismus zu verringern. Fig. 5 shows an embodiment of a charging column 1 according to the invention, as it is seen from the outside in the closed state. The charging column 1 has the housing 2 and a display 10 on which the data that are important for a user, such as charging current, charging duration and costs of the charging process, are displayed. The display 20 is electrically connected to the control unit 5 and the energy store 9. Furthermore, the charging column 1 has an operating terminal 21, via which a user can initiate or end the charging process. The charging process is paid for via the payment terminal 22. Different payment systems are possible, for example using different credit cards that are read in via the read-in terminal 22. Other payment systems are also possible, e.g. via a mobile device, e.g. a smartphone. In the upper area of the charging column 1, two electrical connections (charging cables) 10 are also arranged, each of which can be connected to an electric vehicle to be charged. In the lower area of the charging station 1 is the closable opening 19 is arranged, which can be unlocked or locked by means of a locking device 23. The opening 19 is usually designed as a door which is attached to one side of the charging station 1 by means of hinges. The locking device 23 can be operated, for example, by means of a key, by means of remote release via authentication and / or by entering a code in order to reduce the risk of vandalism.
Zur Betankung der Ladesäule 1 wird zuerst die wiederverschließbare Öffnung 19 entriegelt, geöffnet und die Anschlussvorrichtung 13 geschlossen. Danach wird ein entleerter Wechseltank 6 von der Anschlussvorrichtung 13 gelöst und damit von der Kraftstoffleitung 12 getrennt. Dann wird das Arretierungselement 16 von der Arretierungsvorrichtung 17 gelöst und der entleerte Wechseltank 6 aus der Aufnahme 14 entnommen. Im nächsten Schritt wird ein befüllter Wechseltank 6 in die Aufnahme 14 eingeführt, das Arretierungselement 16 in die Arretierungsvorrichtung 17 arretiert und mit der Anschlussvorrichtung 13 verbunden. Der Wechseltank 6 ist jetzt mit der Kraftstoffleitung 12 verbunden. Im letzten Schritt wird die wiederverschließbare Öffnung 19 geschlossen und verriegelt. Die Ladesäule 1 ist wieder betriebsbereit. To refuel the charging station 1, the resealable opening 19 is first unlocked and opened and the connection device 13 is closed. An emptied interchangeable tank 6 is then detached from the connection device 13 and thus separated from the fuel line 12. The locking element 16 is then released from the locking device 17 and the emptied interchangeable tank 6 is removed from the receptacle 14. In the next step, a filled interchangeable tank 6 is inserted into the receptacle 14, the locking element 16 is locked in the locking device 17 and connected to the connection device 13. The interchangeable tank 6 is now connected to the fuel line 12. In the last step, the resealable opening 19 is closed and locked. The charging station 1 is ready for operation again.
Ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Ladesäule 1 in geöffnetem Zustand von außen gesehen zeigt Fig. 6. Die Ladesäule weist in diesem Ausführungsbeispiel vier Wechseltanks 6 auf, die in einer 2x2-Matrix in jeweils einer Aufnahme 14 angeordnet sind. Jeder Wechseltank 6 ist über die Anschlussvorrichtung 13 mit der Kraftstoffleitung 12 verbunden. An exemplary embodiment of a charging column 1 according to the invention in the open state, seen from the outside, is shown in FIG. Each interchangeable tank 6 is connected to the fuel line 12 via the connection device 13.
Die Ladesäule 1 weist die Einhausung 2 und eine Anzeige 10 auf, an der die für einen Nutzer wichtigen Daten wie zum Beispiel Ladestrom, Ladedauer und Kosten des Ladevorgangs angezeigt werden. Die Anzeige 20 ist mit der Steuereinheit 5 und dem Energiespeicher 9 elektrisch verbunden. Weiterhin weist die Ladesäule 1 ein Bedienterminal 21 auf, über die ein Nutzer den Ladevorgang einleiten bzw. beenden kann. Der Ladevorgang wird über das Bezahlterminal 22 bezahlt. Dabei sind verschiedene Bezahlsysteme möglich, z.B. über verschiedene Kreditkarten, die über das Einleseterminal 22 eingelesen werden. Andere Bezahlsysteme sind ebenfalls möglich, z.B. über ein mobiles Endgerät, z.B. ein Smartphone. Im oberen Bereich der Ladesäule 1 sind außerdem zwei elektrische Anschlüsse (Ladekabel) 10 angeordnet, die mit jeweils einem zu ladenden Elektrofahrzeug verbunden werden können. Im unteren Bereich der Ladesäule 1 ist die verschließbare Öffnung 19 angeordnet, die mittels einer Verriegelungsvorrichtung 23 ent- bzw. verriegelt werden kann. Die Öffnung 19 ist üblicherweise als Tür ausgebildet, die mittels Scharnieren an einer Seite der Ladesäule 1 angeschlagen ist. Die Verriegelungsvorrichtung 23 kann z.B. mittels eines Schlüssels und/oder durch Eingabe eines Codes bedient werden, um die Gefahr von Vandalismus zu verringern. The charging column 1 has the housing 2 and a display 10 on which the data that are important for a user, such as charging current, charging duration and costs of the charging process, are displayed. The display 20 is electrically connected to the control unit 5 and the energy store 9. Furthermore, the charging column 1 has an operating terminal 21, via which a user can initiate or end the charging process. The charging process is paid for via the payment terminal 22. Are there different payment systems are possible, for example using different credit cards that are read in via the read-in terminal 22. Other payment systems are also possible, e.g. via a mobile device, e.g. a smartphone. In the upper area of the charging column 1, two electrical connections (charging cables) 10 are also arranged, each of which can be connected to an electric vehicle to be charged. The closable opening 19, which can be unlocked or locked by means of a locking device 23, is arranged in the lower region of the charging station 1. The opening 19 is usually designed as a door which is attached to one side of the charging station 1 by means of hinges. The locking device 23 can be operated, for example, by means of a key and / or by entering a code in order to reduce the risk of vandalism.
Zur Betankung der Ladesäule 1 wird zuerst die wiederverschließbare Öffnung 19 entriegelt, geöffnet und die Anschlussvorrichtung 13 geschlossen. Danach wird ein entleerter Wechseltank 6 von der Anschlussvorrichtung 13 gelöst und damit von der Kraftstoffleitung 12 getrennt. Dann wird das Arretierungselement 16 von der Arretierungsvorrichtung 17 gelöst und der entleerte Wechseltank 6 aus der Aufnahme 14 entnommen. Im nächsten Schritt wird ein befüllter Wechseltank 6 in die Aufnahme 14 eingeführt, das Arretierungselement 16 in die Arretierungsvorrichtung 17 arretiert und mit der Anschlussvorrichtung 13 verbunden. Der Wechseltank 6 ist jetzt mit der Kraftstoffleitung 12 verbunden. Im letzten Schritt wird die wiederverschließbare Öffnung 19 geschlossen und verriegelt. Die Ladesäule 1 ist wieder betriebsbereit. To refuel the charging station 1, the resealable opening 19 is first unlocked and opened and the connection device 13 is closed. An emptied interchangeable tank 6 is then detached from the connection device 13 and thus separated from the fuel line 12. The locking element 16 is then released from the locking device 17 and the emptied interchangeable tank 6 is removed from the receptacle 14. In the next step, a filled interchangeable tank 6 is inserted into the receptacle 14, the locking element 16 is locked in the locking device 17 and connected to the connection device 13. The interchangeable tank 6 is now connected to the fuel line 12. In the last step, the resealable opening 19 is closed and locked. The charging station 1 is ready for operation again.
BEZUGSZEICHENLISTE REFERENCE LIST
Ladesäule Charging station
Einhausung Enclosure
1. Vorrichtung zur Energiekonversion 1. Device for energy conversion
2. Vorrichtung zur Energiekonversion Steuereinheit 2. Device for energy conversion control unit
Tank tank
Brennstoffzelle/Verbrennungsmotor Stromrichter/Generator Energiespeicher Elektrischer Anschluss Fuel cell / internal combustion engine converter / generator energy storage electrical connection
Vorrichtung zur Beförderung des flüssigen EnergieträgersDevice for transporting the liquid energy carrier
Kraftstoffleitung Fuel line
Anschlussvorrichtung Connection device
Aufnahme admission
Verschluss Clasp
Arretierungselement Locking element
Arretierungsvorrichtung Locking device
Orientierungselement Orientation element
Verschließbare Öffnung Lockable opening
Anzeige display
Bedienterminal Control terminal
Einlese-/Bezahlterminal Verriegelungsvorrichtung für die verschließbare Öffnung Zuführen eines flüssigen Energieträgers in den Tank Transport von einem flüssigen Energieträger vom Tank zur ersten Vorrichtung zur Energiekonversion Konvertierung des flüssigen Energieträgers in eine kinetische oder elektrische Energie Konvertierung der kinetischen oder elektrischen Energie in einen Gleichstrom Laden eines Elektrofahrzeugs Reading / payment terminal Locking device for the closable opening Feeding a liquid energy carrier into the tank Transporting a liquid energy carrier from the tank to the first device for energy conversion Conversion of the liquid energy carrier into kinetic or electrical energy Conversion of the kinetic or electrical energy into direct current Charging an electric vehicle

Claims

PAT E N TA N S P R Ü C H E PAT EN TA NSPRÜ CHE
1. Ladesäule (1), die geeignet ist, Elektrofahrzeuge aufzuladen, die: eine Energiekonversionsvorrichtung (3), eine Aufnahme (14) für einen Tank (6) für flüssigen und/oder gasförmigen Kraftstoff und eine Kraftstoffleitung (12) aufweist, wobei die Kraftstoffleitung (12) die Energiekonversionsvorrichtung (3) mit einem Tank (6) verbindet, wobei die Energiekonversionsvorrichtung (3) geeignet ist, den flüssigen und/oder gasförmigen Kraftstoff in elektrische Energie zu konvertieren, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahme (14) geeignet ist, einen Wechseltank (6) aufzunehmen. 1. A charging station (1) which is suitable for charging electric vehicles, which has: an energy conversion device (3), a receptacle (14) for a tank (6) for liquid and / or gaseous fuel and a fuel line (12), the Fuel line (12) connects the energy conversion device (3) to a tank (6), the energy conversion device (3) being suitable for converting the liquid and / or gaseous fuel into electrical energy, characterized in that the receptacle (14) is suitable to take a change tank (6).
2. Ladesäule (1), die geeignet ist, Elektrofahrzeuge aufzuladen, nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Ladesäule (1) eine Anschlussvorrichtung (13) aufweist, die an den Wechseltank (6) anschließbar ist. 2. Charging column (1), which is suitable for charging electric vehicles, according to claim 1, characterized in that the charging column (1) has a connection device (13) which can be connected to the interchangeable tank (6).
3. Ladesäule (1), die geeignet ist, Elektrofahrzeuge aufzuladen, nach Anspruch 2 dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlussvorrichtung (13) an die Kraftstoffleitung (12) der Ladesäule (1) angeschlossen ist. 3. charging column (1) which is suitable for charging electric vehicles, according to claim 2, characterized in that the connecting device (13) is connected to the fuel line (12) of the charging column (1).
4. Ladesäule (1), die geeignet ist, Elektrofahrzeuge aufzuladen, nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahme (14) geeignet ist, den Wechseltank (6) in einer vorbestimmten Orientierung aufzunehmen. 4. charging column (1) which is suitable for charging electric vehicles, according to one or more of the preceding claims, characterized in that the receptacle (14) is suitable for receiving the interchangeable tank (6) in a predetermined orientation.
5. Ladesäule (1), die geeignet ist, Elektrofahrzeuge aufzuladen, nach Anspruch 4 dadurch gekennzeichnet, dass die vorbestimmte Orientierung des aufzunehmenden Wechseltanks (6) die Lage einer Anschlussvorrichtung (13) des Wechseltanks (6) zur Anschlussvorrichtung (13) der Ladesäule (1) vorgibt. 5. Charging column (1) which is suitable for charging electric vehicles, according to claim 4, characterized in that the predetermined orientation of the exchangeable tank (6) to be accommodated is the position of a connection device (13) of the exchangeable tank (6) to the connection device (13) of the charging column ( 1) pretends.
6. Ladesäule (1), die geeignet ist, Elektrofahrzeuge aufzuladen, nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahme (14) ein Arretierungselement (16) aufweist, das geeignet ist, einen Wechseltank (6) in einer Position zu arretieren. 6. Charging column (1), which is suitable for charging electric vehicles, according to one or more of the preceding claims, characterized in that the receptacle (14) has a locking element (16) which is suitable for a change tank (6) in one position lock.
7. Ladesäule (1), die geeignet ist, Elektrofahrzeuge aufzuladen, nach Anspruch 6 dadurch gekennzeichnet, dass das Arretierungselement (16) als Rastelement ausgebildet ist. 7. charging column (1) which is suitable for charging electric vehicles, according to claim 6, characterized in that the locking element (16) is designed as a latching element.
8. Ladesäule (1), die geeignet ist, Elektrofahrzeuge aufzuladen, nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahme (14) verschließbar ausgebildet ist. 8. charging column (1) which is suitable for charging electric vehicles, according to one or more of the preceding claims, characterized in that the receptacle (14) is designed to be closable.
9. Ladesäule (1), die geeignet ist, Elektrofahrzeuge aufzuladen, nach Anspruch 8 dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahme (14) hinter einer verschließbaren Öffnung (19) angeordnet ist. 9. charging column (1) which is suitable for charging electric vehicles, according to claim 8, characterized in that the receptacle (14) is arranged behind a closable opening (19).
10. Ladesäule (1), die geeignet ist, Elektrofahrzeuge aufzuladen, nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahme (14) eine Anschlussvorrichtung (13) aufweist, die geeignet ist, den Kraftstoff aus einem Wechseltank (6) zu entnehmen. 10. charging column (1) which is suitable for charging electric vehicles, according to one or more of the preceding claims, characterized in that the receptacle (14) has a connection device (13) which is suitable for taking the fuel from an interchangeable tank (6).
11. Ladesäule (1), die geeignet ist, Elektrofahrzeuge aufzuladen, nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Ladesäule (1) mehrere Aufnahmen (14) aufweist, die geeignet sind, jeweils einen Wechseltank (6) aufzunehmen. 11. Charging column (1), which is suitable for charging electric vehicles, according to one or more of the preceding claims, characterized in that the charging column (1) has a plurality of receptacles (14) which are each suitable for receiving an interchangeable tank (6).
12. Ladesäule (1), die geeignet ist, Elektrofahrzeuge aufzuladen, nach Anspruch 11 dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmen (14) eine gleiche Ausbildung aufweisen. 12. charging station (1) which is suitable for charging electric vehicles, according to claim 11, characterized in that the receptacles (14) have the same design.
13. Wechseltank (6), der geeignet ist, flüssige und/oder gasförmige Kraftstoffe aufzunehmen dadurch gekennzeichnet, dass der Wechseltank (6) in einer Aufnahme (14) einer Ladesäule (1) zur Aufladung von Elektrofahrzeugen aufnehmbar ist. 13. Interchangeable tank (6) which is suitable for receiving liquid and / or gaseous fuels, characterized in that the interchangeable tank (6) can be received in a receptacle (14) of a charging station (1) for charging electric vehicles.
14. Wechseltank (6) nach Anspruch 13 dadurch gekennzeichnet, dass der Wechseltank (6) einen Verschluss (15) aufweist. 14. Exchange tank (6) according to claim 13, characterized in that the exchange tank (6) has a closure (15).
15. Wechseltank (6) nach Anspruch 13 oder 14 dadurch gekennzeichnet, dass der Verschluss (15) des Wechseltanks (6) geeignet ist, den Tank (6) zu öffnen und zu verschließen. 15. interchangeable tank (6) according to claim 13 or 14, characterized in that the closure (15) of the interchangeable tank (6) is suitable for opening and closing the tank (6).
16. Wechseltank (6) nach Anspruch 15 dadurch gekennzeichnet, dass der Verschluss (15) des Wechseltanks (6) geeignet ist, den Tank (6) mehrfach zu öffnen und zu verschließen. 16. Exchange tank (6) according to claim 15 characterized in that the closure (15) of the interchangeable tank (6) is suitable for opening and closing the tank (6) several times.
17. Wechseltank (6) nach einem oder mehreren der Ansprüche 13 bis 16 dadurch gekennzeichnet, dass er ein Arretierungselement (16) aufweist, das mit einer Arretierungsvorrichtung (17) der Ladesäule koppelbar ist. 17. Exchange tank (6) according to one or more of claims 13 to 16, characterized in that it has a locking element (16) which can be coupled to a locking device (17) of the charging station.
18. Ladesäulensystem umfassend eine Ladesäule (1) gemäß Anspruch 1 und einen Wechseltank (6) gemäß Anspruch 13. 18. Charging column system comprising a charging column (1) according to claim 1 and an interchangeable tank (6) according to claim 13.
19. Verfahren zur Betankung einer Ladesäule (1) mit einer19. Method for refueling a charging station (1) with a
Energiekonversionsvorrichtung (3), die geeignet ist, einen flüssigen und/oder gasförmigen Kraftstoff in elektrische Energie zu konvertieren, das folgende Verfahrensschritte aufweist: Energy conversion device (3) which is suitable for converting a liquid and / or gaseous fuel into electrical energy, which has the following method steps:
• Einführen eines befüllten Wechseltanks (6) in eine Aufnahme (14) der Ladesäule (1), • Insertion of a filled interchangeable tank (6) into a receptacle (14) of the charging column (1),
• Anschluss des befüllten Wechseltanks (6) an eine Kraftstoffleitung (12) der Ladesäule (1), wobei die Kraftstoffleitung (12) mit der Energiekonversionsvorrichtung (3) verbunden ist. • Connection of the filled interchangeable tank (6) to a fuel line (12) of the charging station (1), the fuel line (12) being connected to the energy conversion device (3).
20. Verfahren zur Betankung einer Ladesäule (1) mit einer20. Method for refueling a charging station (1) with a
Energiekonversionsvorrichtung (3) nach Anspruch 19 dadurch gekennzeichnet, dass ein erster Wechseltank (3) aus einer Aufnahme (14) in der Ladesäule (1) entnommen wird. Energy conversion device (3) according to Claim 19, characterized in that a first exchangeable tank (3) is removed from a receptacle (14) in the charging column (1).
21. Verfahren zur Betankung einer Ladesäule (1) mit einer Energiekonversionsvorrichtung (3) nach Anspruch 19 oder 20 dadurch gekennzeichnet, dass der erste Wechseltank (6) aus einer Arretierung in der Aufnahme (14) der Ladesäule (1) gelöst wird. 21. A method for refueling a charging station (1) with an energy conversion device (3) according to claim 19 or 20, characterized in that the first exchangeable tank (6) is released from a lock in the receptacle (14) of the charging station (1).
22. Verfahren zur Betankung einer Ladesäule (1) mit einer Energiekonversionsvorrichtung (3) nach einem oder mehreren der Ansprüche 19 bis 21 dadurch gekennzeichnet, dass der befüllte Wechseltank (6) in der Aufnahme (14) der Ladesäule (1) arretiert wird. 22. A method for refueling a charging station (1) with an energy conversion device (3) according to one or more of claims 19 to 21, characterized in that the filled exchangeable tank (6) is locked in the receptacle (14) of the charging station (1).
23. Verfahren zur Betankung einer Ladesäule (1) mit einer Energiekonversionsvorrichtung (3) nach einem oder mehreren der Ansprüche 19 bis 22 dadurch gekennzeichnet, dass der erste Wechseltank (6) von einer Anschlussvorrichtung (13) in der Aufnahme (14) der Ladesäule (1) gelöst wird. 23. A method for refueling a charging station (1) with an energy conversion device (3) according to one or more of claims 19 to 22, characterized in that the first interchangeable tank (6) is connected to a connection device (13) in the receptacle (14) of the charging station ( 1) is solved.
24. Verfahren zur Betankung einer Ladesäule (1) mit einer Energiekonversionsvorrichtung (3) nach einem oder mehreren der Ansprüche 19 bis 23 dadurch gekennzeichnet, dass der befüllte Wechseltank (6) an eine Anschlussvorrichtung (13) in der Aufnahme (14) der Ladesäule (1) angeschlossen wird. 24. A method for refueling a charging station (1) with an energy conversion device (3) according to one or more of claims 19 to 23, characterized in that the filled interchangeable tank (6) is connected to a connection device (13) in the receptacle (14) of the charging station ( 1) is connected.
25. Verfahren zur Betankung einer Ladesäule (1) mit einer Energiekonversionsvorrichtung (3) nach einem oder mehreren der Ansprüche 19 bis25. A method for refueling a charging station (1) with an energy conversion device (3) according to one or more of claims 19 to
24 dadurch gekennzeichnet, dass die verschließbare Öffnung (19) vor der Entnahme des ersten Wechseltanks (6) entriegelt und/oder geöffnet wird und/oder die verschließbare Öffnung (19) nach der Einführung des befüllten Wechseltanks (6) in die Aufnahme (14) geschlossen und/oder verriegelt wird. 24 characterized in that the closable opening (19) is unlocked and / or opened before the first interchangeable tank (6) is removed and / or the closable opening (19) is closed after the filled interchangeable tank (6) has been inserted into the receptacle (14) and / or locked.
26. Tankanlage zum Anschluss an eine oder mehrere Ladesäulen (1) mit einer Energiekonversionsvorrichtung (3), wobei die Tankanlage ein Gehäuse und eine Anschlussvorrichtung aufweist, die geeignet die Ladesäule mit der Tankanlage zum Zwecke der Kraftstoffversorgung zu verbinden, dadurch gekennzeichnet, dass die Tankanlage eine Aufnahme aufweist, die geeignet ist, einen Wechseltank gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 13 bis 17 aufzunehmen. 26. Tank system for connection to one or more charging stations (1) with an energy conversion device (3), the tank system having a housing and a connection device which is suitable for connecting the charging station to the tank system for the purpose of fuel supply, characterized in that the tank system has a receptacle which is suitable for receiving an interchangeable tank according to one or more of claims 13 to 17.
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