WO2023179840A1 - Bordstein- oder randstein-ladevorrichtung zum laden eines energiespeichers eines elektrisch angetriebenen fahrzeugs - Google Patents

Bordstein- oder randstein-ladevorrichtung zum laden eines energiespeichers eines elektrisch angetriebenen fahrzeugs Download PDF

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WO2023179840A1
WO2023179840A1 PCT/EP2022/057315 EP2022057315W WO2023179840A1 WO 2023179840 A1 WO2023179840 A1 WO 2023179840A1 EP 2022057315 W EP2022057315 W EP 2022057315W WO 2023179840 A1 WO2023179840 A1 WO 2023179840A1
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WO
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curb
charging
receptacle
energy storage
electrically driven
Prior art date
Application number
PCT/EP2022/057315
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English (en)
French (fr)
Inventor
Felix STRACKE
Jens Hoffmann
Original Assignee
Pierburg Gmbh
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Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L53/00—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
    • B60L53/10—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles characterised by the energy transfer between the charging station and the vehicle
    • B60L53/14—Conductive energy transfer
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L53/00—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
    • B60L53/30—Constructional details of charging stations
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01C—CONSTRUCTION OF, OR SURFACES FOR, ROADS, SPORTS GROUNDS, OR THE LIKE; MACHINES OR AUXILIARY TOOLS FOR CONSTRUCTION OR REPAIR
    • E01C11/00—Details of pavings
    • E01C11/22—Gutters; Kerbs ; Surface drainage of streets, roads or like traffic areas
    • E01C11/221—Kerbs or like edging members, e.g. flush kerbs, shoulder retaining means ; Joint members, connecting or load-transfer means specially for kerbs
    • E01C11/222—Raised kerbs, e.g. for sidewalks ; Integrated or portable means for facilitating ascent or descent

Definitions

  • Curb or curb charging device for charging an energy storage device of an electrically powered vehicle
  • the invention relates to a curb or curb charging device for charging an energy storage device of an electrically driven vehicle with a base element which is made of concrete, natural stone or plastic and has a recess, a receptacle which is arranged in the recess in the base element, and is delimited by a floor, two longitudinal extension walls and two short transverse extension walls and forms a curb element with the base element, and a loading unit which is arranged in the receptacle.
  • Such curb or curb charging devices are charging stations integrated into the curb or curb, to which vehicles can be connected via an electrical connection in order to charge their energy storage or their batteries. This particularly applies to purely electrically powered vehicles but also hybrid vehicles. Rechargeable vehicles can be passenger cars, trucks, motorcycles or electric bicycles.
  • Well-known concepts include the use of street lights, additional charging stations or wall boxes to be installed on house walls. With all of these concepts, additional space is required and pedestrians are disturbed by the charging cables to be used.
  • DE 10 2017 218 947 A1 proposes arranging a charging device for charging vehicles in the curb of a road boundary.
  • the curb is either designed with an energy supply or has its own energy storage unit.
  • a special design of such a curb with electronics for charging a vehicle is known from GB 2 592 186 A.
  • This curb has a modular structure and has a base element into which a receptacle can be inserted, which can be replaced and is accordingly not attached.
  • the components for electrically charging a battery of a vehicle are arranged in this container.
  • the receptacle is open at the top and has a lid closed, which delimits the base element towards the street by an oblique wall.
  • the base element as well as the container and the lid are made of plastic.
  • the task is therefore to provide a curb or curb charging device for charging an energy storage device of an electrically powered vehicle, which has a high level of durability and can therefore be used in large quantities as a curb in cities but also in parking lots or motorway service areas without the need for constant maintenance or frequent replacement.
  • Both the electronics in the container should be protected from damage and the function of the curb itself as a road barrier should remain fulfilled, where no damage and, as a result, no damage to the car tires are caused by parts of the curb breaking out.
  • a curb or curb charging device for charging an energy storage device of an electrically powered vehicle has a base element which is made from concrete, natural stone, plastic or composite material, for example by casting.
  • This base element has a recess in which a receptacle is accommodated.
  • This receptacle has a bottom, two longitudinal walls and two short transverse walls by which it is limited.
  • a longitudinal extension wall is understood to mean a wall that extends parallel to the street, while a transverse extension wall is a wall that delimits the receptacle perpendicular to the longitudinal extension wall and parallel to the adjacent ends of the curbs.
  • the base element forms a curb element with the receptacle, which can serve to delimit a street or a parking lot or the like.
  • a charging unit is arranged in the receptacle, which can have various electronic components that can be used to charge the energy storage of the electric vehicle or the hybrid vehicle.
  • the receptacle rests laterally against a side wall of the base element over its entire length, at least with one of its longitudinal extension walls.
  • a lid made of metal or a fiber-reinforced plastic covers an open side of the receptacle and additionally extends over an upper side of the side wall of the base element, which is adjacent to the open side of the receptacle and points upward when installed, against which the longitudinal extension wall of the receptacle rests.
  • This surrounding support of the lid allows loads, for example from vehicle tires, to be absorbed and evenly transferred to the curb.
  • the curb or kerb loading device is extremely strong, as forces introduced over small areas are always constant Curb distributed over the receptacle and the adhesive surfaces and can thus be drained over the entire curb.
  • the receptacle is preferably made of steel, in particular stainless steel, and accordingly has very high stability and strength. A force can be transferred to the base element over a large area via the walls and floor.
  • the lid is made of steel, in particular stainless steel. This prevents deformation or damage to the lid and at the same time ensures that impact force can be diverted into the curb over the entire contact surface of the lid.
  • the receptacle is fastened in the base element, in particular fastened over a large area.
  • Such a fastening prevents relative movements of the receptacle to the base element, which can cause pressure surges on small areas. Accordingly, the durability of the curb or curb loading device is improved.
  • the receptacle is fastened in the base element by gluing.
  • this bonding takes place over a large area over the adjacent transverse extension walls and longitudinal extension walls as well as over the floor. In this way, a large-area system and large-area distribution of forces occurring are always ensured, which also improves strength.
  • the receptacle can be fastened to the base element using screws.
  • These additional Screw connections of the receptacle can be provided in the base element, for example by cast threaded sleeves, which can be anchored both in the side wall and in the floor or the transverse walls.
  • the lid completely covers an edge formed in the installed state between the top and a side surface of the curb element facing the street, at least along the longitudinal extent of the receptacle, whereby the sensitive edge on which an impact of a vehicle tire is to be expected is protected.
  • the cover has a rounded impact wall, which covers the curb element in the installed state at the transition between the top of the curb element and the side surface of the curb element facing the street.
  • the rounding prevents damage to the vehicle tires.
  • a first contact is always achieved, regardless of the vehicle size and thus the tire size, regardless of whether it comes from the side or from above safely absorbed by the lid and diverted accordingly over a large area.
  • the base element has a base on which the receptacle rests and the side wall of the base element, against which the longitudinal extension wall of the receptacle rests, faces the street side, with the impact wall of the lid resting on this side wall of the base element.
  • the wall surface, which is now significantly thinner due to the receptacle is reinforced by the design of the lid and the connection of the rigid receptacle. The durability and strength of the side surface facing the road is thus maintained.
  • the base element has a transverse wall at both ends, which delimits the curb element to adjacent curb elements and against which the short transverse extension walls of the receptacle and the lid rest, the curb element facing away from the street when installed Page is limited by a longitudinal wall of the receptacle.
  • the wall facing the street can be made thicker and still provide plenty of space to accommodate the receptacle.
  • the transition between the transverse walls of the base element and the lid is designed to be as continuous as possible, in particular rounded, so that no cracks or edges arise.
  • An additional increase in strength and durability of the base element is achieved by making the base element from a fiber-reinforced plastic or fiber-reinforced concrete.
  • the lid is advantageously attached to the receptacle via screws. This reliably prevents a relative movement of the lid to the receptacle and thus also to the base element. Furthermore, it is possible to exchange the electronics in the receiving container.
  • the transverse extension walls have internal threads in the upper area into which the screws for fastening the cover are screwed. This makes it easy to screw the lid tight.
  • the screws are preferably security screws or tamper-proof screws that can only be removed with special tools and may protect against electric shocks or theft.
  • the lid prefferably be attached to the receptacle and the base element using screws. Accordingly, an additional fixed connection of the cover to the base element is created, through which relative movements are excluded and the introduction of force is always distributed over the entire curb or curb loading device.
  • the receptacle preferably has a flange-like extension or constriction on an upper edge of the transverse extension walls, in which the internal threads are formed. In this way, the walls of the receptacle can be made thin and the non-positive connection between the receptacle and the lid can still be easily established.
  • the longitudinal extension walls and the transverse extension walls of the receptacle have a greater width on their upper edge than in the area adjoining them downwards and if a circumferential groove is formed on the upper edge, in which a circumferential seal is arranged, against which the Lid is in place. This means that despite the thin walls and the resulting low weight and less material required, a tight seal can be achieved of the receptacle can be achieved.
  • the electronics are accordingly protected from water penetration.
  • the receptacle preferably has an outwardly projecting extension on its longitudinal wall, which rests against the side wall of the base element, which rests on the top of the side wall of the base element and extends laterally to the section of the rounded impact wall of the lid facing the street side, which is adjacent for expansion rests on the top of the side wall of the base element.
  • an elastomer layer is arranged between the lid and the receptacle and/or the top of the side wall of the base element. This ensures a more extensive distribution of the forces introduced onto the boundary walls of the receptacle and the side wall of the base element when the lid is bent.
  • the receptacle has a plug receiving area, an electronics receiving area and an electrical connection area.
  • a plug receiving area facilitates access when connecting the curb or curb charging device to the underground cable and thus to the energy supply, since access is not blocked by other electronic components.
  • Access to the connector socket is also provided separately. Accordingly, one becomes complete modular curb or curb loading device created.
  • a plug connector socket and a lifting, folding or pivoting mechanism are arranged in the plug receiving area, via which the plug connector socket can be led out of the receptacle and through an opening in the lid, the plug connector socket being connected to a contactor switched via a charging control, which is arranged in the electronics receiving area is.
  • an opening is formed at the bottom of the receptacle, which is formed as an extension of an opening in the bottom of the base element and through which a power supply cable projects into the electrical connection area.
  • This opening can be used for drainage on the one hand, but above all for connecting the electronics to the power supply network. With this arrangement, the connection is very easily accessible, making installation easier.
  • a contact connection is arranged in the electrical connection area, which can be connected to the power supply cable and which is electrically connected to the electronic components in the electronics receiving area.
  • a contactor, a residual current circuit breaker and/or a circuit breaker, a power supply unit, an energy meter and an RFID board are preferably arranged in the electronics receiving area.
  • the contactor can be a normal contactor or a power contactor. Accordingly, damage to the vehicle due to errors occurring in the curb or curb charging device is avoided and everything is provided to be able to charge the vehicle's battery, obtain approval for charging and be able to measure the amount of electricity charged.
  • a residual current sensor is arranged in the electronics receiving area, which serves to detect smooth direct residual currents.
  • the lid has a viewing window or a viewing opening, which is formed directly above a display of the energy meter, so that the user always has an overview of the amount of energy supplied.
  • the energy meter is connected to a display, which is arranged below the viewing window or directly in a viewing opening in the lid or can be extended and extended using a lifting, folding or pivoting mechanism.
  • the display can be arranged independently of the positioning of the energy meter.
  • a curb or curb charging device is thus created for charging an energy storage device of an electrically driven vehicle, which has high strength and durability, which prevents damage to the curbs and curbs while protecting the electronics.
  • the curb or curb loading devices according to the invention are flexible and modular and yet very easy to assemble.
  • the earthwork required for assembly is minimized, as is the number of assembly steps to implement a system that can be used, for example, to build a smart city with networks, charging stations, counting and measuring systems.
  • the cityscape will not be changed.
  • a loss of space is avoided as well as tripping hazards caused by cables on the sidewalks.
  • the number of energy sources required can also be reduced.
  • curb or curb charging devices for charging an energy storage device of an electrically driven vehicle are described below.
  • Figure 1 shows a schematic sketch of a street with a limiting curb or curb loading device in a top view.
  • Figure 2 shows a perspective view of a curb or curb loading device according to the invention.
  • Figure 3 shows a longitudinal section through a curb or curb loading device according to the invention in a perspective view.
  • Figure 4 shows a perspective cross section of a first embodiment of a curb or curb loading device according to the invention without electronics.
  • Figure 5 shows a perspective cross section of a second embodiment of a curb or curb loading device according to the invention without electronics.
  • FIG. 1 shows a walkway 10, which is delimited on one side by a house wall 12 and on the other side by a curb edge 14, which is formed by several stone elements 16 and curb or curb loading device 18 according to the invention and provides a boundary Street 19.
  • an energy source 20 in the form of a power connection connected to the power grid.
  • the power source 20 is connected to the curb or curb charging devices 18 via underground power cables 22.
  • Connector sockets 24 are arranged on the curb or curb charging devices 18, into which a plug 26 is inserted, which is connected via a cable 28 to an energy storage device 30, in particular a battery of an electrically operated vehicle 32, so that this energy storage device 30 is connected via the Energy source 20 can be charged.
  • a curb or curb loading device 18 according to the invention is shown in FIG.
  • the terms “above”, “below”, “below”, “above” or similar mean the state of the curb or curb loading devices 18, which corresponds to the state installed on the side of the road.
  • a “top side” therefore corresponds to the side facing away from the earth's surface when installed.
  • the curb or curb loading device 18 consists of a base element 34, which is made of concrete or plastic and can contain fiber reinforcements.
  • This Base element 34 has a base 36, from which a total of two transverse walls 38 and one side wall 40 extend upwards.
  • the transverse walls 38 are located at the two ends of the curb or curb loading device 18, viewed in the longitudinal direction, so that adjacent curb or curb loading devices 18 rest against each other with these transverse walls 38.
  • the side wall 40 limits the curb or curb loading device 18 to the street.
  • a recess 42 is formed on the base element 34, into which a receptacle 44, in particular made of steel, is glued.
  • the bonding can be carried out, for example, by means of an epoxy resin and takes place over the entire surface as possible over a bottom 46 of the receptacle 44 as well as a first longitudinal extension wall 48 directed towards the side wall 40 and two transverse extension walls 50 of the receptacle 44, which then rest against the base 36, the side wall 40 and the transverse walls 38 of the base element 34 lie cohesively.
  • the receptacle 44 also has a second longitudinal extension wall 52, which extends in an extension of the ends of the transverse walls 38 and the bottom 36 of the base element 34 facing the sidewalk 10 and which thus points toward the sidewalk 10.
  • the receptacle forms a curb element 54 with the base element.
  • a lid 56 which is in particular made of steel, is attached to the curb element 54 and closes an upwardly facing open side 58 of the receptacle 44.
  • the lid 56 also rests on an upper side 60 of the side wall 40 of the base element 34 and also extends viewed in the longitudinal direction over the ends of the receptacle 44.
  • the lid 56 has a rounded impact wall 62 which covers an edge 63 between the top 60 of the side wall 40 and a road-facing side surface 64 of the side wall 40. This rounded impact wall 62 extends an impact edge 66 between top sides 68 of the transverse walls 38 and their side surfaces 70 facing the road.
  • the cover 56 is fastened by means of two screws 72 which, viewed in the longitudinal direction, protrude through corresponding holes 74 in the cover 56 at the ends of the cover 56.
  • the screws 72 are turned into an internal thread 76 of a flange-like extension 78 which extends on both sides of the transverse walls 38 of the base element 34 and which extends from an upper edge 80 of the receptacle 44.
  • receiving openings 82 are formed in the middle of the areas of the transverse walls 38 opposite the transverse extension walls 50 of the receptacle 44, into which the screws 72 and the flange-like extensions 78 protrude.
  • These receiving openings 82 can also be filled with the adhesive, in particular the epoxy resin, whereby the screws 72 and the cover 56 are at least indirectly fixed to the base element 34. Longer screws 72 and deeper exception openings 82 can also be provided so that the ends of the screws are secured directly in the base element, if necessary using an adhesive.
  • the receptacle 44 is wider at its upper edge 80 than in the adjoining lower area.
  • the walls 50, 52 are widened inwards at their upper edge 80, so that there is a circumferential groove on the upper edge 80 84 can be formed, in which a seal 86 is arranged, through which the receptacle 44 is tightly closed when the lid 56 is in place.
  • FIG. 5 An alternative embodiment of the receptacle 44 is shown in Figure 5.
  • An elastomer layer 90 between the receptacle 44 and the lid 56 seals the interior of the receptacle 44 and distributes the forces introduced into the top 60 of the side wall 40 when the lid is bent.
  • the lid 56 has an opening 92 and a viewing window 94.
  • the connector socket 24 which is arranged in a plug receiving area 98 in the receptacle 44.
  • This connector socket 24 is, as shown in Figures 2 and 3, closed by a plug cover 96 and can additionally be provided with a lifting or pivoting mechanism 100, shown only schematically, via which the connector socket 24 can be extended beyond the cover level.
  • a charging unit 104 which is arranged in the receptacle 44.
  • openings 106, 108 lying one above the other are formed on the bottom 46 of the receptacle 44 and on the bottom 36 of the base element 34, through which the power supply cable 22 can be pulled from below through the base element 34 into the receptacle 44.
  • the power supply cable 22 is connected in an electrical connection area 110 of the receptacle to a contact connection 112, which can be designed as a terminal or connector socket depending on the power supply cable 22 used.
  • the continuing power supply cables 22 and connecting cables which are not shown in FIG. 3 for better clarity, lead from the contact connection 112 into an electronics receiving area 114, in which further electronic components 116 are arranged.
  • These electronic components 116 include, in addition to the energy meter 102 already mentioned, a charging controller 118, a contactor 120, in particular a high-voltage contactor, a residual current circuit breaker and/or circuit breaker 122, a power supply 124, which is connected to the charging controller 118, a residual current sensor 126, in particular a DC error sensor, and an R.FID board 128 through which the user can be identified.
  • a curb or curb loading device constructed in this way hardly changes the streetscape and can be accommodated even in narrow cities with almost no additional space required.
  • the durability is very high despite the small size, since forces caused by an impact of vehicle wheels are absorbed via the impact edge or the steel cover and can be dissipated evenly via the receptacle and the base element.
  • the side walls and transverse walls of the base element can still be made sufficiently wide to prevent them from breaking out when force is absorbed. Instead, a large part of the force can be absorbed by the very stable lid and very stable receptacle and passed on across the surface to the base element. This creates a very good one Durability and strength.
  • the curb or curb loading device has a modular structure and allows the electronics to be adapted to the desired electronic components. These parts can also be easily replaced thanks to their easy accessibility.
  • the electronics can be adapted to the respective circumstances, especially the legal requirements of the country.
  • the connector socket can be equipped with very different lifting, folding or pivoting mechanisms.
  • the cover can also be attached in different ways.

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Abstract

Es wird eine Bordstein- oder Randstein-Ladevorrichtung (18) zum Laden eines Energiespeichers (30) eines elektrisch angetriebenen Fahrzeugs (32) mit einem Basiselement (34), welches aus einem Beton, Naturstein oder Kunststoff hergestellt ist und eine Ausnehmung aufweist, einem Aufnahmebehälter (44), der in der Ausnehmung (42) im Basiselement (34) angeordnet ist, und durch einen Boden (46), zwei Längserstreckungswände (48, 52) und zwei kurze Quererstreckungswände (50) begrenzt ist und mit dem Basiselement (34) ein Bordsteinelement (54) bildet, und einer Ladeeinheit (104), die im Aufnahmebehälter (44) angeordnet ist, vorgeschlagen, bei dem erfindungsgemäß der Aufnahmebehälter (44) zumindest mit einer seiner Längserstreckungswände (48) seitlich gegen eine Seitenwand (40) des Basiselementes (34) anliegt, wobei ein Deckel (56) aus Metall eine offene Seite des Aufnahmebehälters (44) und eine an die offene Seite des Aufnahmebehälters (44) angrenzende Oberseite (60) der Seitenwand (40) des Basiselementes (34) gegen die die Längserstreckungswand (48) des Aufnahmebehälters (44) anliegt, abdeckt. So wird eine Bordstein- oder Randstein-Ladevorrichtung (18) geschaffen, welche einerseits ausreichend Raum zur Unterbringung der Elektronik aufweist und andererseits eine ausreichende Festigkeit und Haltbarkeit aufweist.

Description

B E S C H R E I B U N G
Bordstein- oder Randstein-Ladevorrichtung zum Laden eines Energiespeichers eines elektrisch angetriebenen Fahrzeugs
Die Erfindung betrifft eine Bordstein- oder Randstein-Ladevorrichtung zum Laden eines Energiespeichers eines elektrisch angetriebenen Fahrzeugs mit einem Basiselement, welches aus einem Beton, Naturstein oder Kunststoff hergestellt ist und eine Ausnehmung aufweist, einem Aufnahmebehälter, der in der Ausnehmung im Basiselement angeordnet ist, und durch einen Boden, zwei Längserstreckungswände und zwei kurze Quererstreckungswände begrenzt ist und mit dem Basiselement ein Bordsteinelement bildet, und einer Ladeeinheit, die im Aufnahmebehälter angeordnet ist.
Derartige Bordstein- oder Randstein-Ladevorrichtungen sind im Bordstein, oder Randstein integrierte Aufladestationen, an welche Fahrzeuge über eine elektrische Verbindung angeschlossen werden können, um deren Energiespeicher beziehungsweise deren Batterien aufzuladen. Dies betrifft insbesondere rein elektrisch angetriebene Fahrzeuge aber auch Hybridfahrzeuge. Aufladbare Fahrzeuge können sowohl Personenkraftwagen als auch Lastkraftwagen, Motorräder oder elektrische Fahrräder sein.
Durch die neue Gesetzgebung, das steigende Klimaschutzinteresse der Bevölkerung sowie die verbesserte Wirtschaftlichkeit elektrifizierter Fahrzeuge ist zu erwarten, dass der Anteil elektrischer Fahrzeuge insbesondere in den innerstädtischen Bereichen extrem steigen wird, so dass die zur Verfügung stehende Ladeinfrastruktur in hohem Maße ausgebaut werden muss, was bedeutet, dass ein Teil vorhandener Parkplätze mit entsprechenden Auflademöglichkeiten versehen werden muss, um die individuelle Mobilität auch in Zukunft sicherzustellen.
Bekannte Konzepte sehen hierfür die Nutzung von Straßenlaternen, zusätzlich zu installierende Ladesäulen oder Wallboxen an Hauswänden vor. Bei allen diesen Konzepten entsteht zusätzlicher Platzbedarf und eine Störung der Fußgänger durch die zu verwendenden Aufladekabel.
Aus diesem Grund sind Ladesysteme bekannt geworden, bei denen die Aufladevorrichtungen in den Bordstein beziehungsweise den Randstein integriert sind. Dies hat den Vorteil, dass keine Ladesäulen die Gehsteige versperren und so den optischen Eindruck stören. Stattdessen entsteht kein zusätzlicher Platzbedarf, sondern lediglich eine Nutzung ohnehin vorhandener Infrastruktur. Es besteht eine hohe Flexibilität und Nachrüstbarkeit durch mögliche Modularisierung. Auch kann Beschädigungen der Ladeinfrastruktur durch Unfälle mit Fahrzeugen vorgebeugt werden.
Entsprechend wird in der DE 10 2017 218 947 Al vorgeschlagen, eine Ladevorrichtung zum Laden von Fahrzeugen im Bordstein einer Straßenbegrenzung anzuordnen. Der Bordstein wird entweder mit einer Energiezuführung ausgebildet oder weist eine eigene Energiespeichereinheit auf.
Eine spezielle Ausbildung eines solchen Bordsteins mit Elektronik zum Laden eines Fahrzeugs ist aus der GB 2 592 186 A bekannt. Dieser Bordstein ist modular aufgebaut und weist ein Basiselement auf, in welches ein Aufnahmebehälter einsetzbar ist, der ausgetauscht werden kann und entsprechend nicht befestigt ist. In diesem Behälter sind die Bauteile zum elektrischen Aufladen einer Batterie eines Fahrzeugs angeordnet. Der Aufnahmebehälter ist nach oben offen und wird durch einen Deckel verschlossen, der das Basiselement zur Straße hin durch eine schräg ausgebildete Wand begrenzt. Das Basiselement wie auch der Behälter und der Deckel werden aus Kunststoff hergestellt.
Problematisch an einem derartig ausgeführten Bordstein ist, dass keine ausreichende Haltbarkeit gegeben ist, da der Deckel mit dem Behälter bei einem Aufprall eines Fahrzeugreifens gegen den Bordstein gegen das Basiselement verschoben wird und somit zunächst der Behälter und der Deckel belastet werden und anschließend diese Belastung schlagartig auf das Basiselement übertragen wird. Die auftretenden Zugkräfte können in einem solchen Bordstein nicht ausreichend aufgenommen werden.
Es stellt sich daher die Aufgabe, eine Bordstein- oder Randstein- Ladevorrichtung zum Laden eines Energiespeichers eines elektrisch angetriebenen Fahrzeugs bereit zu stellen, welche eine hohe Haltbarkeit aufweist und so in einer großen Menge als Bordstein in Städten aber auch an Parkplätzen oder Autobahnraststätten verwendet werden zu können, ohne dass eine stetige Wartung oder ein häufiger Austausch notwendig werden. Dabei soll sowohl die Elektronik im Behälter vor Schäden geschützt werden als auch die Funktion des Bordsteins selbst als Straßenbegrenzung erfüllt bleiben, an der keine Schäden und daraus folgend auch keine Schäden an den Autoreifen durch herausbrechende Teile des Bordsteins entstehen. Zusätzlich soll ein möglichst hohes Maß an Flexibilität vorhanden sein und die Montage möglichst einfach und fehlerfrei verlaufen.
Diese Aufgabe wird durch eine Bordstein- oder Randstein-Ladevorrichtung zum Laden eines Energiespeichers eines elektrisch angetriebenen Fahrzeugs mit den Merkmalen des Hauptanspruchs 1 gelöst. Eine erfindungsgemäße Bordstein- oder Randstein-Ladevorrichtung zum Laden eines Energiespeichers eines elektrisch angetriebenen Fahrzeugs weist ein Basiselement auf, welches aus einem Beton, Naturstein, Kunststoff oder Verbundwerkstoff beispielsweise durch Gießen hergestellt wird. Dieses Basiselement weist eine Ausnehmung auf, in der ein Aufnahmebehälter aufgenommen wird. Dieser Aufnahmebehälter weist einen Boden, zwei Längserstreckungswände und zwei kurze Quererstreckungswände auf, durch die er begrenzt ist. Hierbei wird unter Längserstreckungswand eine Wand verstanden, die sich parallel zur Straße erstreckt, während eine Quererstreckungswand eine Wand ist, die den Aufnahmebehälter senkrecht zur Längserstreckungswand und parallel zu den aneinander anliegenden Enden der Bordsteine begrenzt. Das Basiselement bildet mit dem Aufnahmebehälter ein Bordsteinelement aus, welches zur Begrenzung einer Straße oder auch eines Parkplatzes oder dergleichen dienen kann. Im Aufnahmebehälter ist eine Ladeeinheit angeordnet, welche verschiedene elektronische Bauteile aufweisen kann, die dazu dienen können, den Energiespeicher des elektrischen Fahrzeugs oder des Hybridfahrzeugs zu laden. Der Aufnahmebehälter liegt erfindungsgemäß über seine gesamte Länge zumindest mit einer seiner Längserstreckungswände seitlich gegen eine Seitenwand des Basiselementes an. Ein Deckel aus Metall oder einem faserverstärkten Kunststoff deckt eine offene Seite des Aufnahmebehälters ab und erstreckt sich zusätzlich über eine an die offene Seite des Aufnahmebehälters angrenzende und im eingebauten Zustand nach oben weisende Oberseite der Seitenwand des Basiselementes, gegen die die Längserstreckungswand des Aufnahmebehälters anliegt. Durch diese umliegende Auflage des Deckels können Belastungen beispielsweise durch Fahrzeugreifen aufgenommen und gleichmäßig in den Bordstein eingeleitet werden. Es entsteht eine hohe Festigkeit der Bordstein- oder Randstein- Ladevorrichtung, da auch über kleine Flächen eingeleitete Kräfte immer im Bordstein über den Aufnahmebehälter und die Klebeflächen verteilt und so über den gesamten Bordstein abgeleitet werden können.
Vorzugsweise ist der Aufnahmebehälter aus Stahl, insbesondere Edelstahl, und weist entsprechend eine sehr hohe Stabilität und Festigkeit auf. Über die Wände und den Boden kann so eine Kraft großflächig zum Basiselement abgeleitet werden.
Des Weiteren ist es vorteilhaft, wenn der Deckel aus Stahl, insbesondere aus Edelstahl, ist. So werden Verformungen oder Schäden am Deckel verhindert und gleichzeitig sichergestellt, dass eine Aufprallkraft auch über die gesamte Auflagefläche des Deckels in den Bordstein abgeleitet werden kann.
Besonders bevorzugt ist es, wenn der Aufnahmebehälter im Basiselement befestigt, insbesondere großflächig befestigt ist. Durch eine solche Befestigung werden Relativbewegungen des Aufnahmebehälters zum Basiselement verhindert, durch die Druckstöße auf kleine Flächen entstehen können. Entsprechend wird die Haltbarkeit der Bordstein- oder Randstein-Ladevorrichtung verbessert.
In einer hierzu weiterführenden Ausführungsform erfolgt die Befestigung des Aufnahmebehälters im Basiselement durch Kleben. Insbesondere erfolgt dieses Kleben großflächig über die anliegenden Quererstreckungswände und Längserstreckungswände sowie über den Boden. Auf diese Weise werden immer eine großflächige Anlage und großflächige Verteilung auftretender Kräfte sichergestellt, was ebenfalls die Festigkeit verbessert.
Des Weiteren kann die Befestigung des Aufnahmebehälters im Basiselement zusätzlich durch Schrauben erfolgen. Diese zusätzlichen Verschraubungen des Aufnahmebehälters können im Basiselement, beispielsweise durch eingegossene Gewindehülsen vorgesehen werden, welche sowohl in der Seitenwand als auch im Boden oder den Querwänden verankert sein können.
Vorzugsweise deckt der Deckel eine im eingebauten Zustand zwischen der Oberseite und einer zur Straße weisenden Seitenfläche des Bordsteinelementes ausgebildete Kante zumindest entlang der Längserstreckung des Aufnahmebehälters vollständig ab, wodurch die empfindliche Kante, an der ein Aufprall eines Fahrzeugreifens zu erwarten ist, geschützt wird.
Besonders bevorzugt ist es, wenn der Deckel eine abgerundete Aufprallwand aufweist, welche das Bordsteinelement im eingebauten Zustand am Übergang zwischen der Oberseite des Bordsteinelementes und der zur Straße weisenden Seitenfläche des Bordsteinelementes abdeckt. Durch die Abrundung werden Schäden am Fahrzeugreifen verhindert. Des Weiteren wird durch die Anordnung der Aufprallwand des Deckels im Übergangsbereich zwischen der Oberseite und der zur Straße gerichteten Seitenfläche des Bordsteins unabhängig von der Fahrzeuggröße und somit von der Reifengröße ein erster Kontakt unabhängig davon, ob dieser von der Seite oder eher von oben kommt, immer sicher vom Deckel aufgenommen und entsprechend großflächig abgeleitet.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist das Basiselement einen Boden auf, auf dem der Aufnahmebehälter aufliegt und die Seitenwand des Basiselementes, gegen die die Längserstreckungswand des Aufnahmebehälters anliegt, weist zur Straßenseite, wobei die Aufprallwand des Deckels auf dieser Seitenwand des Basiselementes aufliegt. Somit wird die Seitenfläche weiterhin durch den Beton- oder Kunststoff des Basiselementes gebildet, was sich als Bordsteinaußenfläche über viele Jahre bewährt hat. Die nunmehr aufgrund des Aufnahmebehälters deutlich dünnere Wandfläche wird jedoch durch die Ausführung des Deckels und die Anbindung des steifen Aufnahmebehälters verstärkt. Die Haltbarkeit und Festigkeit der zur Straße weisenden Seitenfläche wird somit erhalten.
Des Weiteren ist es vorteilhaft, wenn das Basiselement an seinen beiden Enden jeweils eine Querwand aufweist, welche das Bordsteinelement zu benachbarten Bordsteinelementen begrenzt und gegen die die kurzen Quererstreckungswände des Aufnahmebehälters und des Deckels anliegen, wobei das Bordsteinelement an seiner im eingebauten Zustand von der Straße abgewandten Seite durch eine Längserstreckungswand des Aufnahmebehälters begrenzt ist. Somit kann die zur Straße weisende Wand dicker ausgestaltet werden und dennoch viel Raum zur Aufnahme des Aufnahmebehälters zur Verfügung gestellt werden. Durch die Querwände werden auch innerhalb des Basiselementes Kräfte abgeleitet und eine deutlich erhöhte Stabilität des Basiselementes erreicht. Der Übergang zwischen den Querwänden des Basiselementes und dem Deckel wird möglichst stetig, insbesondere abgerundet, gestaltet, so dass keinerlei Sprünge oder Kanten entstehen.
Eine zusätzliche Festigkeits- und Haltbarkeitssteigerung des Basiselementes wird erreicht, indem das Basiselement aus einem faserverstärkten Kunststoff oder faserverstärkten Beton hergestellt ist.
Des Weiteren wird vorteilhafterweise der Deckel über Schrauben am Aufnahmebehälter befestigt. So wird eine Relativbewegung des Deckels zum Aufnahmebehälter und damit auch zum Basiselement zuverlässig verhindert. Des Weiteren wird ein Austausch der Elektronik im Aufnahmebehälter ermöglicht. In einer hierzu weiterführenden Ausführungsform weisen die Quererstreckungswände im oberen Bereich Innengewinde auf, in die die Schrauben zur Befestigung des Deckels eingeschraubt sind. Auf diese Weise ist ein einfaches Festschrauben des Deckels möglich.
Die Schrauben sind vorzugsweise Sicherheitsschrauben oder manipulationssichere Schrauben, die nur mit Spezialwerkzeug lösbar sind und gegebenenfalls vor elektrischen Schlägen oder Diebstahl schützen.
Des Weiteren ist es möglich, dass der Deckel über Schrauben am Aufnahmebehälter und am Basiselement befestigt ist. Entsprechend wird eine zusätzliche feste Verbindung des Deckels zum Basiselement geschaffen, durch welche Relativbewegungen ausgeschlossen werden und eine Krafteinleitung immer auf die gesamten Bordstein- oder Randstein- Ladevorrichtung verteilt wird.
Der Aufnahmebehälter weist vorzugsweise an einer Oberkante der Quererstreckungswände eine flanschartige Erweiterung oder Einschnürung auf, in der die Innengewinde ausgebildet sind. So können die Wände des Aufnahmebehälters dünn ausgeführt werden und dennoch einfach die kraftschlüssige Verbindung zwischen dem Aufnahmebehälter und dem Deckel hergestellt werden.
Auch ist es vorteilhaft, wenn die Längserstreckungswände und die Quererstreckungswände des Aufnahmebehälters an ihrer Oberkante eine größere Breite aufweisen als im sich nach unten daran anschließenden Bereich und wenn an der Oberkante eine umlaufende Nut ausgebildet ist, in der eine umlaufende Dichtung angeordnet ist, gegen die der Deckel anliegt. So kann trotz der dünnen Wände und dem daraus folgenden geringen Gewicht und geringerem Materialaufwand ein dichter Verschluss des Aufnahmebehälters erreicht werden. Entsprechend wird die Elektronik vor eindringendem Wasser geschützt.
Vorzugsweise weist der Aufnahmebehälter an seiner Längserstreckungswand, die gegen die Seitenwand des Basiselementes anliegt, eine nach außen ragende Erweiterung auf, die auf der Oberseite der Seitenwand des Basiselementes aufliegt und sich seitlich bis zum zur Straßenseite weisenden Abschnitt der abgerundeten Aufprallwand des Deckels erstreckt, welche benachbart zur Erweiterung auf der Oberseite der Seitenwand des Basiselementes aufliegt. Durch diese Ausführung wird beim Aufprall des Reifens auf den Bordstein die Belastung vom Deckel unmittelbar in den Aufnahmebehälter und das Basiselement geleitet und somit die auftretenden Kräfte sehr gut verteilt. Insbesondere wird so eine Belastung des Basiselementes an einer kleinen Kraftangriffsfläche vermieden.
Des Weiteren ist es vorteilhaft, wenn zwischen dem Deckel und dem Aufnahmebehälter und/oder der Oberseite der Seitenwand des Basiselementes eine Elastomerschicht angeordnet ist. Diese sorgt für eine flächigere Verteilung der eingeleiteten Kräfte auf die Begrenzungswände des Aufnahmebehälters und die Seitenwand des Basiselementes bei Durchbiegung des Deckels.
In einer besonders bevorzugten Ausbildung der Erfindung weist der Aufnahmebehälter einen Steckeraufnahmebereich, einen Elektronikaufnahmebereich und einen elektrischen Anschlussbereich auf. Eine solche Aufteilung erleichtert den Zugang beim Anschluss der Bordstein- oder Randstein-Ladevorrichtung an das unterirdische Kabel und somit zur Energieversorgung, da der Zugang nicht durch andere elektronische Bauteile versperrt wird. Auch erfolgt der Zugang zur Steckverbinderbuchse separat. Entsprechend wird eine vollständig modular aufgebaute Bordstein- oder Randstein-Ladevorrichtung geschaffen.
Vorteilhafterweise sind im Steckeraufnahmebereich eine Steckverbinderbuchse und ein Hub-, Klapp- oder Schwenkmechanismus angeordnet, über welche die Steckverbinderbuchse aus dem Aufnahmebehälter und durch eine Öffnung im Deckel herausführbar ist, wobei die Steckverbinderbuchse mit einem über eine Ladesteuerung geschalteten Schütz verbunden ist, der im Elektronikaufnahmebereich angeordnet ist. So wird ein nicht durch die Elektronik zusätzlich eingeschränkter Bauraum für den Hub-, Klapp- oder Schwenkmechanismus der Steckverbinderbuchse geschaffen. Aus dem Bereich der Steckeraufnahme wird nur noch das Kabel in den Elektronikaufnahmebereich zur Ladesteuerung herausgeführt. Die Anordnung ermöglicht eine störungsfreie Verbindung der Steckerbuchse und erleichtert einen möglichen notwendigen Austausch.
Des Weiteren ist es vorteilhaft, wenn am Boden des Aufnahmebehälters eine Öffnung ausgebildet ist, die in Verlängerung einer Öffnung im Boden des Basiselementes ausgebildet ist und durch die ein Energieversorgungskabel in den elektrischen Anschlussbereich ragt. Diese Öffnung kann einerseits zur Entwässerung genutzt werden aber vor allem zum Anschluss der Elektronik an das Stromversorgungsnetz. Der Anschluss ist bei dieser Anordnung sehr gut erreichbar, so dass die Montage erleichtert wird.
Um diesen Anschluss zusätzlich zu erleichtern ist im elektrischen Anschlussbereich ein Kontaktanschluss angeordnet, der mit dem Energieversorgungskabel verbindbar ist und der mit den elektronischen Bauteilen im Elektronikaufnahmebereich elektrisch verbunden ist. Bei der Montage des Bordsteins an der Straße muss somit nur noch das Energieversorgungskabel im Anschlussbereich, insbesondere an der Steckverbinderbuchse oder der Klemme befestigt werden, während die übrigen Anschlüsse vormontiert geliefert werden können.
Vorzugsweise sind im Elektronikaufnahmebereich ein Schütz, ein Fehlerstromschutzschalter und/oder ein Leitungsschutzschalter, ein Netzteil, ein Energiezähler und eine RFID-Platine angeordnet. Der Schütz kann ein normaler Schaltschütz oder ein Leistungsschütz sein. Entsprechend werden Schäden am Fahrzeug durch auftretende Fehler in der Bordstein- oder Randstein-Ladevorrichtung vermieden und alles zur Verfügung gestellt, um die Batterie des Fahrzeugs laden zu können, eine Freigabe zum Laden zu erhalten und die geladene Strommenge messen zu können.
Des Weiteren ist im Elektronikaufnahmebereich ein Fehlerstromsensor angeordnet, der dazu dient, glatte Gleichfehlerströme zu detektieren.
Zusätzlich ist es bevorzugt, dass der Deckel ein Sichtfenster oder eine Sichtöffnung aufweist, welche unmittelbar oberhalb einer Anzeige des Energiezählers ausgebildet ist, so dass der Nutzer immer eine Übersicht über die zugeführte Energiemenge hat.
In einer alternativen Ausführung ist der Energiezähler mit einem Display verbunden, welches unterhalb des Sichtfensters oder unmittelbar in einer Sichtöffnung im Deckel angeordnet ist oder mit einem Hub- Klapp-, oder Schwenkmechanismus ein- und ausfahrbar ist. So kann das Display unabhängig von der Positionierung des Energiezählers angeordnet werden.
Es wird somit eine Bordstein- oder Randstein-Ladevorrichtung zum Laden eines Energiespeichers eines elektrisch angetriebenen Fahrzeugs geschaffen, welches eine hohe Festigkeit und Haltbarkeit aufweist, wodurch Schäden an den Bordsteinen und Randsteinen vermieden werden und gleichzeitig die Elektronik geschützt wird. Des Weiteren sind die erfindungsgemäßen Bordstein- oder Randstein-Ladevorrichtungen flexibel und modular aufgebaut und dennoch sehr einfach zu montieren. Die notwendigen Erdarbeiten für die Montage werden ebenso minimiert wie die Anzahl der Montageschritte zur Realisierung eines Systems, dass beispielweise zum Aufbau einer Smart City mit Netzwerken, Aufladestationen, Zähl- und Messsystemen genutzt werden kann. Dabei wird das Stadtbild nicht verändert. Ein Platzverlust wird ebenso vermieden wie Stolperfallen durch Kabel auf den Gehwegen. Auch kann die Anzahl benötigter Energiequellen verringert werden.
Zwei nicht beschränkende Ausführungsbeispiele erfindungsgemäßer Bordstein- oder Randstein-Ladevorrichtungen zum Laden eines Energiespeichers eines elektrisch angetriebenen Fahrzeugs werden nachfolgend beschrieben.
Die Figur 1 zeigt eine Prinzipskizze einer Straße mit einer begrenzenden Bordstein- oder Randstein-Ladevorrichtung in Draufsicht.
Die Figur 2 zeigt eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Bordstein- oder Randstein-Ladevorrichtung.
Die Figur 3 zeigt ein einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Bordstein- oder Randstein-Ladevorrichtung in perspektivischer Darstellung.
Die Figur 4 zeigt einen perspektivischen Querschnitt einer ersten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Bordstein- oder Randstein- Ladevorrichtung ohne Elektronik. Die Figur 5 zeigt einen perspektivischen Querschnitt einer zweiten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Bordstein- oder Randstein- Ladevorrichtung ohne Elektronik.
In Figur 1 ist ein Gehweg 10 dargestellt, der an seiner einen Seite durch eine Hauswand 12 und an der anderen Seite durch einen Bordsteinrand 14 begrenzt ist, der durch mehrere Steinelemente 16 und erfindungsgemäße Bordstein- oder Randstein-Ladevorrichtung 18 gebildet wird und eine Begrenzung zur Straße 19 ausbildet. An der vom Bordstein 14 abgewandten Seite des Gehweges 10 befindet sich eine Energiequelle 20 in Form eines mit dem Stromnetz verbundenen Stromanschlusses. Die Energiequelle 20 ist über unterirdische Energieversorgungskabel 22 mit den Bordstein- oder Randstein-Ladevorrichtungen 18 verbunden. An den Bordstein- oder Randstein-Ladevorrichtungen 18 sind Steckverbinderbuchsen 24 angeordnet, in die ein Stecker 26 gesteckt ist, welches über ein Kabel 28 mit einem Energiespeicher 30, insbesondere einer Batterie eines elektrisch betriebenen Fahrzeugs 32 verbunden ist, so dass dieser Energiespeicher 30 über die Energiequelle 20 aufgeladen werden kann.
Eine erfindungsgemäße Bordstein- oder Randstein-Ladevorrichtung 18 ist in der Figur 2 dargestellt. Im Folgenden ist mit den Begriffen „oben", „unten", „unterhalb", „oberhalb" oder ähnlichen jeweils der Zustand der Bordstein- oder Randstein-Ladevorrichtungen 18 gemeint, der dem am Straßenrand eingebauten Zustand entspricht. Eine „Oberseite" entspricht somit der im eingebauten Zustand von der Erdoberfläche abgewandten Seite.
Die Bordstein- oder Randstein-Ladevorrichtung 18 gemäß Figur 2 besteht aus einem Basiselement 34, welches aus einem Beton oder einem Kunststoff hergestellt ist und Faserverstärkungen enthalten kann. Dieses Basiselement 34 weist einen Boden 36 auf, von dem aus sich nach oben insgesamt zwei Querwände 38 und eine Seitenwand 40 erstrecken. Die Querwände 38 befinden sich in Längserstreckungsrichtung betrachtet an den beiden Enden der Bordstein- oder Randstein-Ladevorrichtung 18, so dass benachbarte Bordstein- oder Randstein-Ladevorrichtungen 18 mit diesen Querwänden 38 aneinander anliegen. Die Seitenwand 40 begrenzt die Bordstein- oder Randstein-Ladevorrichtung 18 zur Straße hin.
Hinter dieser Seitenwand 40 und zwischen den beiden Querwänden 38 ist eine Ausnehmung 42 am Basiselement 34 ausgebildet, in welche ein Aufnahmebehälter 44, insbesondere aus Stahl, eingeklebt ist. Die Verklebung kann beispielsweise mittels eines Epoxidharzes erfolgen und erfolgt möglichst vollflächig über einen Boden 46 des Aufnahmebehälters 44 sowie eine zur Seitenwand 40 gerichtete erste Längserstreckungswand 48 und zwei Quererstreckungswände 50 des Aufnahmebehälters 44, die dann gegen den Boden 36, die Seitenwand 40 und die Querwände 38 des Basiselementes 34 stoffschlüssig anliegen.
Der Aufnahmebehälter 44 weist noch eine zweite Längserstreckungswand 52 auf, die sich in Verlängerung der zum Gehweg 10 weisenden Enden der Querwände 38 und des Bodens 36 des Basiselementes 34 erstreckt und welche somit zum Gehweg 10 weist. Der Aufnahmebehälter bildet mit dem Basiselement ein Bordsteinelement 54.
Ein Deckel 56, der insbesondere aus Stahl ist, ist am Bordsteinelement 54 befestigt und verschließt eine nach oben weisende offene Seite 58 des Aufnahmebehälters 44. Zusätzlich liegt der Deckel 56 jedoch auch auf einer Oberseite 60 der Seitenwand 40 des Basiselementes 34 auf und erstreckt sich auch in Längserstreckungsrichtung betrachtet über die Enden des Aufnahmebehälters 44. Der Deckel 56 weist eine abgerundete Aufprallwand 62 auf, welche eine Kante 63 zwischen der Oberseite 60 der Seitenwand 40 und einer zur Straße weisenden Seitenfläche 64 der Seitenwand 40 abdeckt. Diese abgerundete Aufprallwand 62 verlängert eine Aufprallkante 66 zwischen Oberseiten 68 der Querwände 38 und deren zur Straße weisenden Seitenflächen 70.
Die Befestigung des Deckels 56 erfolgt mittels zwei Schrauben 72 die in Längserstreckungsrichtung betrachtet an den Enden des Deckels 56 durch entsprechende Bohrungen 74 im Deckel 56 ragen. Die Schrauben 72 werden in ein Innengewinde 76 einer sich zu den Querwänden 38 des Basiselementes 34 beidseits erstreckenden flanschartigen Erweiterung 78 gedreht, welche sich von einer Oberkante 80 des Aufnahmebehälters 44 aus erstreckt.
Um diese flanschartigen Erweiterungen 78 und die Schrauben 72 aufnehmen zu können, sind mittig an den den Quererstreckungswänden 50 des Aufnahmebehälters 44 gegenüberliegenden Bereichen der Querwände 38 Aufnahmeöffnungen 82 ausgebildet, in die die Schrauben 72 und die flanschartigen Erweiterungen 78 ragen. Diese Aufnahmeöffnungen 82 können ebenfalls mit dem Kleber, insbesondere dem Epoxidharz gefüllt werden, wodurch auch die Schrauben 72 und der Deckel 56 zumindest indirekt am Basiselement 34 fixiert sind. Es können auch längere Schrauben 72 und tiefere Ausnahmeöffnungen 82 vorgesehen werden, so dass die Enden der Schrauben direkt im Basiselement gegebenenfalls über einen Kleber befestigt sind.
In der Figur 4 ist zu erkennen, dass der Aufnahmebehälter 44 an seiner Oberkante 80 breiter ausgebildet ist als im sich daran anschließenden unteren Bereich. Hierzu sind die Wände 50, 52 an ihrer Oberkante 80 nach innen hin verbreitert, so dass an der Oberkante 80 eine umlaufende Nut 84 ausgebildet werden kann, in der eine Dichtung 86 angeordnet ist, durch welche der Aufnahmebehälter 44 bei Auflage des Deckels 56 dicht verschlossen ist.
Eine alternative Ausgestaltung des Aufnahmebehälters 44 ist in der Figur 5 dargestellt. Dieser weist an seiner zur Seitenwand 40 des Basiselementes 34 weisenden Längserstreckungswand 48 eine sich von der Oberkante 80 erstreckende nach außen ragende Erweiterung 88 auf, welche auf der Oberseite 60 der Seitenwand 40 des Basiselementes 34 aufliegt und sich bis zur Aufprallwand 62 des Deckels 56 erstreckt. Über eine Elastomerschicht 90 zwischen dem Aufnahmebehälter 44 und dem Deckel 56 erfolgt die Abdichtung des Innenraums des Aufnahmebehälters 44 sowie eine flächigere Verteilung der eingeleiteten Kräfte bei Durchbiegung des Deckels in die Oberseite 60 der Seitenwand 40.
Wie in Figur 2 zu erkennen ist, weist der Deckel 56 eine Öffnung 92 sowie ein Sichtfenster 94 auf. Unter dieser Öffnung 92 befindet sich die Steckverbinderbuchse 24, der in einem Steckeraufnahmebereich 98 im Aufnahmebehälter 44 angeordnet ist. Diese Steckverbinderbuchse 24 ist, wie in den Figuren 2 und 3 dargestellt ist, durch einen Steckerdeckel 96 verschlossen und kann zusätzlich mit einem nur schematisch dargestellten Hub- oder Schwenkmechanismus 100 versehen werden, über den die Steckverbinderbuchse 24 über die Deckelebene hinaus ausgefahren werden kann.
Die Steckverbinderbuchse 24 ist ebenso wie ein Energiezähler 102, dessen Anzeige 103 unterhalb des Sichtfensters 94 angeordnet ist, um dem Nutzer zu ermöglichen, die geladene Strommenge abzulesen, Teil einer Ladeeinheit 104, die im Aufnahmebehälter 44 angeordnet ist. Hierzu sind am Boden 46 des Aufnahmebehälters 44 sowie am Boden 36 des Basiselementes 34 übereinanderliegende Öffnungen 106, 108 ausgebildet, durch die das Energieversorgungskabel 22 von unten durch das Basiselement 34 in den Aufnahmebehälter 44 gezogen werden kann. Das Energieversorgungskabel 22 wird in einem elektrischen Anschlussbereich 110 des Aufnahmebehälters mit einem Kontaktanschluss 112 verbunden, der je nach verwendetem Energieversorgungskabel 22 als Klemme oder Steckverbinderbuchse ausgebildet sein kann. Die zur besseren Übersicht in der Figur 3 nicht dargestellten weiterführenden Energieversorgungskabel 22 und Verbindungskabel führen vom Kontaktanschluss 112 in einen Elektronikaufnahmebereich 114, in dem weitere elektronische Bauteile 116 angeordnet sind.
Zu diesen elektronischen Bauteilen 116 gehört neben dem bereits genannten Energiezähler 102, eine Ladesteuerung 118, ein Schütz 120, insbesondere ein Hochvoltschütz, ein Fehlerstromschutzschalter und/oder Leitungsschutzschalter 122, ein Netzteil 124, das mit der Ladesteuerung 118 verbunden ist, ein Fehlerstromsensor 126, insbesondere ein Gleichstromfehlersensor, sowie eine R.FID Platine 128, über die der Nutzer identifiziert werden kann.
Eine derartig aufgebaute Bordstein- oder Randstein-Ladevorrichtung verändert das Straßenbild fast nicht und ist auch in engen Städten beinahe ohne zusätzlichen Platzbedarf unterzubringen. Die Haltbarkeit ist trotz der geringen Baugröße sehr hoch, da Kräfte durch einen Aufprall von Fahrzeugrädern über die Aufprallkante beziehungsweise den Deckel aus Stahl aufgenommen werden und gleichmäßig über den Aufnahmebehälter und das Basiselement abgeleitet werden können. Die Seitenwände und Querwände des Basiselementes können noch ausreichend breit gestaltet werden, um ein Herausbrechen bei Kraftaufnahme zu verhindern. Stattdessen kann ein Großteil der Kraft vom sehr stabilen Deckel und sehr stabilen Aufnahmebehälter aufgenommen werden und flächig an das Basiselement weitergegeben werden. So entstehen eine sehr gute Haltbarkeit und Festigkeit. Dennoch ist die Bordstein- oder Randstein- Ladevorrichtung modular aufgebaut und ermöglicht bezüglich der Elektronik eine Anpassung an die jeweils gewünschten elektronischen Bauteile. Auch bleibt ein Austausch dieser Teile durch die gute Zugänglichkeit einfach möglich.
Es wird deutlich, dass mit den beschriebenen Bordstein-Ladevorrichtungen zum Laden eines Energiespeichers eines elektrisch angetriebenen Fahrzeugs auf einfache Weise eine vollständige Ladeinfrastruktur geschaffen werden kann, welche flexibel und modular aufgebaut und dennoch sehr einfach zu montieren ist.
Des Weiteren sollte deutlich sein, dass die Elektronik an die jeweiligen Gegebenheiten, insbesondere auch den gesetzlichen Gegebenheiten der Länder angepasst werden kann. Die Steckverbinderbuchse kann mit sehr unterschiedlichen Hub-, Klapp- oder Schwenkmechanismen ausgestattet werden. Auch kann die Befestigung des Deckels unterschiedlich erfolgen.

Claims

P A T E N T A N S P R Ü C H E Bordstein- oder Randstein-Ladevorrichtung (18) zum Laden eines Energiespeichers (30) eines elektrisch angetriebenen Fahrzeugs (32) mit einem Basiselement (34), welches aus einem Beton, Naturstein, Kunststoff oder Verbundwerkstoff hergestellt ist und eine Ausnehmung aufweist, einem Aufnahmebehälter (44), der in der Ausnehmung (42) im Basiselement (34) angeordnet ist, und durch einen Boden (46), zwei Längserstreckungswände (48, 52) und zwei kurze
Quererstreckungswände (50) begrenzt ist und mit dem Basiselement (34) ein Bordsteinelement (54) bildet, einer Ladeeinheit (104), die im Aufnahmebehälter (44) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufnahmebehälter (44) zumindest mit einer seiner Längserstreckungswände (48) seitlich gegen eine Seitenwand (40) des Basiselementes (34) anliegt, wobei ein Deckel (56) aus Metall oder einem faserverstärkten Kunststoff eine offene Seite des Aufnahmebehälters (44) und eine an die offene Seite des Aufnahmebehälters (44) angrenzende Oberseite (60) der Seitenwand (40) des Basiselementes (34) gegen die die Längserstreckungswand (48) des Aufnahmebehälters (44) anliegt, abdeckt. Bordstein- oder Randstein-Ladevorrichtung (18) zum Laden eines Energiespeichers (30) eines elektrisch angetriebenen Fahrzeugs (32) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufnahmebehälter (44) aus Stahl ist. Bordstein- oder Randstein-Ladevorrichtung (18) zum Laden eines Energiespeichers (30) eines elektrisch angetriebenen Fahrzeugs (32) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Deckel (56) aus Stahl ist. Bordstein- oder Randstein-Ladevorrichtung (18) zum Laden eines Energiespeichers (30) eines elektrisch angetriebenen Fahrzeugs (32) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufnahmebehälter (44) im Basiselement (34) befestigt ist. Bordstein- oder Randstein-Ladevorrichtung (18) zum Laden eines Energiespeichers (30) eines elektrisch angetriebenen Fahrzeugs (32) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigung des Aufnahmebehälters (44) im Basiselement (34) durch Kleben erfolgt. Bordstein- oder Randstein-Ladevorrichtung (18) zum Laden eines Energiespeichers (30) eines elektrisch angetriebenen Fahrzeugs (32) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigung des Aufnahmebehälters (44) im Basiselement (34) durch Schrauben erfolgt. Bordstein- oder Randstein-Ladevorrichtung (18) zum Laden eines Energiespeichers (30) eines elektrisch angetriebenen Fahrzeugs (32) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Deckel (56) eine im eingebauten Zustand zwischen der Oberseite (60) und einer zur Straße (19) weisenden Seitenfläche (64) des Bordsteinelementes (54) ausgebildete Kante (63) zumindest entlang der Längserstreckung des Aufnahmebehälters (44) vollständig abdeckt. Bordstein- oder Randstein-Ladevorrichtung (18) zum Laden eines Energiespeichers (30) eines elektrisch angetriebenen Fahrzeugs (32) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Deckel (56) eine abgerundete Aufprallwand (62) aufweist, welche das Bordsteinelement (54) im eingebauten Zustand am Übergang zwischen der Oberseite (60) des Bordsteinelementes (54) und der zur Straße (19) weisenden Seitenfläche (64) des Bordsteinelementes (54) abdeckt. Bordstein- oder Randstein-Ladevorrichtung (18) zum Laden eines Energiespeichers (30) eines elektrisch angetriebenen Fahrzeugs (32) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Basiselement (34) einen Boden (36) aufweist, auf dem der Aufnahmebehälter (44) aufliegt und dass die Seitenwand (40) des Basiselementes (34), gegen die die Längserstreckungswand (48) des Aufnahmebehälters (44) anliegt, zur Straße (19) weist, wobei die Aufprallwand (62) des Deckels (56) auf dieser Seitenwand (40) des Basiselementes (34) aufliegt. Bordstein- oder Randstein-Ladevorrichtung (18) zum Laden eines Energiespeichers (30) eines elektrisch angetriebenen Fahrzeugs (32) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Basiselement (34) an seinen beiden Enden jeweils eine Querwand (38) aufweist, welche das Bordsteinelement (54) zu benachbarten Bordsteinelementen (54) begrenzt und gegen die die kurzen Quererstreckungswände (50) des Aufnahmebehälters (44) und Enden des Deckels (56) anliegen, wobei das Bordsteinelement (54) an seiner im eingebauten Zustand von der Straße (19) abgewandten Seite durch die zweite Längserstreckungswand (52) des Aufnahmebehälters (44) begrenzt ist. Bordstein- oder Randstein-Ladevorrichtung (18) zum Laden eines Energiespeichers (30) eines elektrisch angetriebenen Fahrzeugs (32) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Basiselement (34) aus einem faserverstärkten Kunststoff oder einem faserverstärkten Beton hergestellt ist. Bordstein- oder Randstein-Ladevorrichtung (18) zum Laden eines Energiespeichers (30) eines elektrisch angetriebenen Fahrzeugs (32) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Deckel (56) über Schrauben (72) am Aufnahmebehälter (44) befestigt ist. Bordstein- oder Randstein-Ladevorrichtung (18) zum Laden eines Energiespeichers (30) eines elektrisch angetriebenen Fahrzeugs (32) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Deckel (56) über die Schrauben (72) am Aufnahmebehälter (44) und am Basiselement (34) befestigt ist. Bordstein- oder Randstein-Ladevorrichtung (18) zum Laden eines Energiespeichers (30) eines elektrisch angetriebenen Fahrzeugs (32) nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Schrauben Sicherheitsschrauben oder manipulationssichere Schrauben sind. Bordstein- oder Randstein-Ladevorrichtung (18) zum Laden eines Energiespeichers (30) eines elektrisch angetriebenen Fahrzeugs (32) nach Anspruch 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Quererstreckungswände (50) am oberen Bereich Innengewinde (76) aufweisen, in die die Schrauben (72) zur Befestigung des Deckels (56) eingeschraubt sind. Bordstein- oder Randstein-Ladevorrichtung (18) zum Laden eines Energiespeichers (30) eines elektrisch angetriebenen Fahrzeugs (32) nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufnahmebehälter (44) an einer Oberkante (80) der Quererstreckungswände (50) eine flanschartige Erweiterung (78) oder Einschnürung aufweist, in der die Innengewinde (76) ausgebildet sind. Bordstein- oder Randstein-Ladevorrichtung (18) zum Laden eines Energiespeichers (30) eines elektrisch angetriebenen Fahrzeugs (32) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Längserstreckungswände (48, 52) und die
Quererstreckungswände (50) des Aufnahmebehälters (44) an ihrer Oberkante (80) eine größere Breite aufweisen als im sich nach unten daran anschließenden Bereich und an der Oberkante (80) eine umlaufende Nut (84) ausgebildet ist, in der eine umlaufende Dichtung (86) angeordnet ist, gegen die der Deckel (56) anliegt. Bordstein- oder Randstein-Ladevorrichtung (18) zum Laden eines Energiespeichers (30) eines elektrisch angetriebenen Fahrzeugs (32) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufnahmebehälter (44) an seiner Längserstreckungswand (48), die gegen die Seitenwand (40) des Basiselementes (34) anliegt, eine nach außen ragende Erweiterung (88) aufweist, die auf der Oberseite (60) der Seitenwand (40) des Basiselementes (34) aufliegt und sich seitlich bis zum zur Straße (19) weisenden Abschnitt der abgerundeten Aufprallwand (62) des Deckels (56) erstreckt, welche benachbart zur Erweiterung (88) auf der Oberseite (60) der Seitenwand (40) des Basiselementes (34) aufliegt. Bordstein- oder Randstein-Ladevorrichtung (18) zum Laden eines Energiespeichers (30) eines elektrisch angetriebenen Fahrzeugs (32) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Deckel (56) und dem Aufnahmebehälter (44) und/oder der Oberseite (60) der Seitenwand (40) des Basiselementes (34) eine Elastomerschicht (90) angeordnet ist. Bordstein- oder Randstein-Ladevorrichtung (18) zum Laden eines Energiespeichers (30) eines elektrisch angetriebenen Fahrzeugs (32) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufnahmebehälter (44) einen Steckeraufnahmebereich (98), einen Elektronikaufnahmebereich (114) und einen elektrischen Anschlussbereich (110) aufweist. Bordstein- oder Randstein-Ladevorrichtung (18) zum Laden eines Energiespeichers (30) eines elektrisch angetriebenen Fahrzeugs (32) nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass im Steckeraufnahmebereich (98) eine Steckverbinderbuchse (24) und ein Hub-, Klapp- oder Schwenkmechanismus (100) angeordnet sind, über welche die Steckverbinderbuchse (24) aus dem Aufnahmebehälter (44) und durch eine Öffnung (92) im Deckel (56) herausführbar ist, wobei die Steckverbinderbuchse mit einem über eine Ladesteuerung (118) geschalteten Schütz (120) verbunden ist, der im Elektronikaufnahmebereich (114) angeordnet ist. Bordstein- oder Randstein-Ladevorrichtung (18) zum Laden eines Energiespeichers (30) eines elektrisch angetriebenen Fahrzeugs (32) nach einem der Ansprüche 20 oder 21, dadurch gekennzeichnet, dass am Boden (46) des Aufnahmebehälters (44) eine Öffnung (106) ausgebildet ist, die in Verlängerung einer Öffnung (108) im Boden (36) des Basiselementes (34) ausgebildet ist und durch die ein Energieversorgungskabel (22) in den elektrischen Anschlussbereich (110) ragt. Bordstein- oder Randstein-Ladevorrichtung (18) zum Laden eines Energiespeichers (30) eines elektrisch angetriebenen Fahrzeugs (32) nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass im elektrischen Anschlussbereich (110) ein Kontaktanschluss (112) angeordnet ist, der mit dem Energieversorgungskabel (22) verbindbar ist und der mit den elektronischen Bauteilen (116) im Elektronikaufnahmebereich (114) elektrisch verbunden ist. Bordstein- oder Randstein-Ladevorrichtung (18) zum Laden eines Energiespeichers (30) eines elektrisch angetriebenen Fahrzeugs (32) nach einem der Ansprüche 20 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass im Elektronikaufnahmebereich (114) ein Schütz (120), ein Fehlerstromschutzschalter und/oder ein Leitungsschutzschalter (122), ein Netzteil (124), ein Energiezähler (102) und eine RFID- Platine (128) und die Ladesteuerung (118) angeordnet sind. Bordstein- oder Randstein-Ladevorrichtung (18) zum Laden eines Energiespeichers (30) eines elektrisch angetriebenen Fahrzeugs (32) nach einem der Ansprüche 20 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass im Elektronikaufnahmebereich (114) ein Fehlerstromsensor (126) angeordnet ist. Bordstein- oder Randstein-Ladevorrichtung (18) zum Laden eines Energiespeichers (30) eines elektrisch angetriebenen Fahrzeugs (32) nach einem der Ansprüche 24 oder 25, dadurch gekennzeichnet, dass der Deckel (56) ein Sichtfenster (94) oder eine Sichtöffnung aufweist, welche unmittelbar oberhalb einer Anzeige (103) des Energiezählers (102) ausgebildet ist. Bordstein- oder Randstein-Ladevorrichtung (18) zum Laden eines Energiespeichers (30) eines elektrisch angetriebenen Fahrzeugs (32) nach einem der Ansprüche 24 oder 25, dadurch gekennzeichnet, dass der Energiezähler (102) mit einem Display verbunden ist, welches unterhalb des Sichtfensters (94) angeordnet ist oder unmittelbar in einer Sichtöffnung im Deckel (56) angeordnet ist oder mit einem Hub- Klapp-, oder Schwenkmechanismus ein- und ausfahrbar ist.
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