DE102017215882A1 - Vorrichtung zur Ladung eines elektrochemischen Traktionsenergiespeichers eines Fortbewegungsmittels - Google Patents

Abstract

Es wird eine Vorrichtung zur Ladung eines elektrochemischen Traktionsenergiespeichers (4) eines Fortbewegungsmittels (10) vorgeschlagen, wobei die Vorrichtung (1) umfasst:- einen elektrochemischen Energiespeicher (3) zur Ladung des Traktionsenergiespeichers (4) des Fortbewegungsmittels (10),- einen Ladestecker (2) zum Herstellen einer elektrischen Verbindung zum Traktionsenergiespeicher (4) des Fortbewegungsmittels (10),- eine Auswerteeinheit (5),- eine Sendeeinrichtung (6) und- ein Ortungsmodul (7), wobei- das Ortungsmodul (7) eingerichtet ist, eine Position der Vorrichtung (1) festzustellen und mittels der Sendeeinrichtung (6) an eine zentrale Verwaltungseinrichtung (9) zu senden.

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Ladung eines elektrochemischen Energiespeichers, der auch für ein Fortbewegungsmittel genutzt werden kann. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung eine flexible Positionierung und Bedarfsbefriedigung sowie eine Bedarfs- und Nutzungsermittlung für das Ladeverhalten. In einem Nebenaspekt werden Möglichkeiten zur Diebstahlprävention und -aufklärung beschrieben.
• Die Elektrifizierung des Personenindividualverkehrs schreitet derzeit rasch voran. Da eine Vielzahl potentieller Anwender keinen Zugang zu einer eigenen Ladeinfrastruktur haben oder bedingt durch ihre Wohnsituation nicht bereitstellen können, besteht ein großer Bedarf an öffentlich zugänglichen Ladesäulen. In Abhängigkeit des öffentlichen Energieversorgungsnetzes sind jedoch viele Positionen, an welchen grundsätzlich Bedarf an Ladeinfrastruktur bestehen würde, nicht hinreichend mit Ladesäulen zu versehen. Während derzeit ca. 35% der Deutschen in einem Eigenheim leben und somit grundsätzlich eine Ladesäule für ein auf eigenem Grund und Boden geparktes Elektrofahrzeug bereitstellen können, ist für 65% der Deutschen, welche zur Miete bzw. in Wohnungen leben, die Bereitstellung eines eigenen Anschlusses zum Laden von Elektrofahrzeugen wohnsituationsbedingt nicht möglich. Zumindest besteht derzeit kein Anspruch gegen den Vermieter, bauliche Veränderungen zur Bereitstellung einer Wallbox zu genehmigen.
• WO 2016/203383 A1 offenbart eine mobile Ladestation mit einem an ihrer Oberseite angebrachten Haken, mittels dessen die Ladesäule durch ein Transportfahrzeug von einer ersten Position an eine zweite Position verbracht werden kann. Innerhalb der mobilen Ladesäule ist ein elektrochemischer Energiespeicher angeordnet, aus welchem die zum Laden erforderliche elektrische Energie entnommen werden kann.
• Ausgehend vom vorgenannte Stand der Technik ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, den Bedarf an Ladeinfrastruktur besser ermittelbar zu machen und die Ladeinfrastruktur gegen Diebstahl besser absichern zu können.
• Offenbarung der Erfindung
• Die vorstehend genannte Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die nachfolgend offenbarte Technologie gelöst. Diese basiert auf einer Ladesäule u.a. zum Laden elektrisch antreibbarer Fahrzeuge, welche autark und flexibel ist. Das bedeutet, dass sie dort geladen wird, wo die Netzinfrastruktur ausreichend ist. Dies kann beispielsweise im Bereich von Windenergieanlagen, Trafostationen, Bahneinspeisepunkten und anderen Energienetzbereichen mit hoher Kapazität erfolgen. Anschließend wird die flexible Ladesäule über die Straße zu den Einsatzorten gebracht. An diesen Positionen muss das lokale Stromnetz nicht zum Laden elektrischer Fahrzeuge angepasst sein. Die flexible Lade- und Servicesäule (nachfolgend auch als „Vorrichtung“ bezeichnet) benötigt keine Installation und keinen Netzanschluss. Sie kann Ladeleistungen mit mehr als 1 kW bereitstellen. Sie kann einen Außenmonitor aufweisen, welcher den Umfang der Ladesäule zumindest annähernd vollständig umschließen kann. Auf dieser Anzeige kann ein Leuchtbanner, Infotainment und Werbung dargestellt werden. Ebenfalls kann ein den Außenumfang der flexiblen Ladesäule zumindest annähernd vollständig umschließendes Leuchtelement vorgesehen sein, dessen Farbe und/oder Beleuchtungsmuster Passanten darüber Auskunft gibt, ob die Ladesäule verfügbar oder belegt/leer ist. Zudem können Standort-/Ladesäulen Fernüberwachungsfunktionen, eine Außenkamera, ein WLAN-Hotspot, etc., integriert sein, um Interessenten/Kunden für das Konzept zu gewinnen und/oder zu bezahlende Dienstleistungen anzubieten. Beispielsweise können 2, 3, 4 oder mehr Ladestecker zum Laden elektrisch antreibbarer Fahrzeuge, u.a. Stromabnehmer vorgesehen sein. Diese können Nieder- bis Hochspannungs-Ladevorgänge ermöglichen. Alternativ oder zusätzlich können haushaltsübliche Steckdosen zur Elektrifizierung sog. „Food“-Trucks, Standheizungen, Car-Heater, E-Bikes, E-Scooter, etc. vorgesehen sein. Zudem umfasst die Ladesäule eine Anschlussmöglichkeit für eine externe Energieversorgung (Plug-in). Mit anderen Worten wird eine Ladung des in der Ladesäule vorgesehenen elektrochemischen Energiespeichers ermöglicht, ohne den Energiespeicher aus der Ladesäule entfernen zu müssen. Alternativ oder zusätzlich wird ein Transport-Haken vorgesehen, welcher das Gewicht der Ladesäule im Bereich von 1 Tonne bis 5 Tonnen, bevorzugt im Bereich von 3 Tonnen, tragen kann. Alternativ oder zusätzlich können Puffer (Englisch: Bumper) an der Außenseite der Ladesäule als Transportschutz vorgesehen sein. Zudem kann ein Diebstahlschutz gegen eine unberechtigte Entfernung der Ladestation vorgesehen sein. Beispielsweise kann eine standortferne Überwachung, ein Ortungssystem (z.B. GPS, GLONASS, Galileo, etc.) eine Außenkamera, ein Beschleunigungssensor, etc., vorgesehen sein, um eine unvorhergesehene, unberechtigte Bewegung der Ladesäule zu detektieren und geeignete Maßnahmen einleiten zu können.
• Die Ladekapazität kann dem Stand der Batteriezellenentwicklung angepasst werden, wobei in einer ersten Generation eine Kapazität von ca. 500 kWh, in einer zweiten Generation 700 kWh und in einer dritten Generation ungefähr 1000 kWh angestrebt werden. Das Volumen der Ladesäule kann beispielsweise im Bereich zwischen 1 m³ und 3 m³, insbesondere zwischen 1,2 m³ und 2 m³, äußerst bevorzugt im Bereich zwischen 1,4 m³ und 1,8 m³ liegen. Die Höhe der Ladestation kann beispielsweise in einem Bereich zwischen 1 m und 2,50 m, bevorzugt zwischen 1,60 m und 2 m liegen, um auch die Verbringung in Parkhäuser zu ermöglichen. Bevorzugt ist die Grundfläche der Ladesäule dafür geeignet, die Maße einer Euro-Palette von ca. 1,20 m x 0,8 m einzuhalten.
• Zur Bedienung der Ladesäule kann ein berührungsempfindliches Display an der Außenseite und alternativ oder zusätzlich ein durch Automobilhersteller entwickeltes Bedienkonzept (Englisch: „HMI“, Deutsch: „MMI“) für die Bedienung der verfügbaren Funktionen vorgesehen sein. Das Auftragsmanagement der Ladestation kann die Ladeleistungsauswahl, das Ladestromprinzip (Gleichstrom/Wechselstrom), die Stromqualität einer Ladeanzeige/eines Ladestatus, die derzeit in Bearbeitung befindlichen bzw. anstehenden Aufträge und die Rechnungsstellung übernehmen. Auch eine sog. Plug-and-Charge-Funktionalität kann je nach Verfügbarkeit angeboten werden.
• Den Kunden können Value-added-services angeboten werden: Beispielsweise können Update-Services von einem Automobilhersteller angeboten werden, Internetdienste bereitgestellt, Info und Entertainment on Board und Shop und Advertising on Board über die Ladestation bezogen werden.
• Über zu bezahlende Dienste hinaus können öffentliche Dienste wie z.B. eine Notruffunktion, einen Defibrilator, Small Cells, eine Umgebungskarte/Umgebungsinfos und Empfehlungen bezüglich Hotels, Cafes, Sehenswürdigkeiten, etc., über die Ladestation verfügbar gemacht werden.
• Die erfindungsgemäß vorgeschlagenen flexiblen Ladesäulen können an vordefinierten Punkten im öffentlichen/gewerblichen Bereich abgestellt und in Betrieb genommen werden. Der aktuelle Standort der flexiblen Ladesäulen, ihr Füllstand und Möglichkeiten zur Reservierung der jeweiligen Ladesäule werden den Nutzern in einer Applikation sowie an der Ladesäule selbst angezeigt. Unterschiedlichste Fahrzeuge (PKW, Transporter, LKW, E-Bikes, Pedelecs, etc.) können durch Herstellen einer elektrischen Verbindung mit dem Traktionsenergiespeicher geladen werden. Je nach Bedarf und Verfügbarkeit sowie in Abhängigkeit der Zahlungsbereitschaft des Kunden können unterschiedliche Ladeleistungen bis zu 100 kW oder mehr realisiert werden. Sobald der Ladezustand (Englisch: State of Charge) sich einem vordefinierten unteren Schwellenwert nähert (z.B. 20%), kann der Austausch der Ladesäule veranlasst werden. Hierzu wickelt der Logistik-Dienstleister den Austausch der Ladesäule ab. Dieser Vorgang kann beispielsweise durch Pritschenwägen, Transporter, LKW, etc. welche mit einem Kran/Lastenkran ausgestattet sind, abgewickelt werden. Mittels der Transportfahrzeuge werden die elektrisch entladenen flexiblen Ladesäulen an einen regionalen Stromentnahmepunkt (z.B. zu einem Energieerzeuger, in einen Windpark, o.ä.) gebracht. Nach dem elektrischen Aufladen der flexiblen Ladesäulen, bringt ein entsprechendes Transportfahrzeug die Ladesäule zurück an ihren Einsatzort, welcher mit dem bisherigen Einsatzort übereinstimmen kann, jedoch nicht mit diesem übereinstimmen muss.
• Gemäß einem Aspekt der vorliegend offenbarten Technologie werden die Batteriepacks innerhalb der flexiblen Ladestationen an regionalen Stromeinspeise-/-entnahmepunkten geladen, welche mit einer Verwaltungseinrichtung für das Betreibermanagement zusammenfallen können, aber nicht mit den Verwaltungseinrichtungen zusammenfallen müssen. Insbesondere kann das Aufladen außerhalb des Stromnetzes beim Erzeuger (z.B. in einem Windpark, einem Gezeitenkraftwerk, einem Solarkraftwerk, einem Geothermiekraftwerk, o.ä.) oder in einem elektrischen Netz (z.B. elektrisches Bahnnetz/Bahnstrom) erfolgen. Hierbei ist die Kopplung der regionalen Ladezentren zu einem sog. Smart-Grid- (Netzstabilisierung, Stromhandel, etc.) möglich. Die Abnehmer aus den erfindungsgemäßen flexiblen Ladestationen stammender elektrischer Energie können unterschiedlichste Fahrzeuge (z.B. E-Fahrzeuge, E-Stapler, E-Bikes) oder auch andere Stromabnehmer (z.B. stationäre oder mobile Ladengeschäfte,Marktbuden o.ä.) sein. Sie können auch zum Glätten von Peakabnahmeleistungen verwendet werden. Das Laden kann in Wechselstromtechnik oder in Gleichstromtechnik erfolgen. Die flexiblen Ladestationen können fernüberwacht werden, wobei ein Tausch erfolgt, wenn der Ladezustand und/oder der Gesundheitszustand (Englisch: State of Health, SOH) einen vordefinierten Mindestwert unterschreitet.
• Der Preis für den Aufenthalt eines Fahrzeugs in unmittelbarer Nähe der flexiblen Ladestation kann nach der bezogenen Ladeleistung, der bezogenen Energiemenge/Energiequalität und/oder der Parkdauer gestaffelt werden. Umfangreiche Zusatzfunktionen (öffentliche, Loyalitäts-, Servicedienste sowie Werbung) können gratis oder gegen Bezahlung gebucht werden. Die Ladesäulen arbeiten grundsätzlich autonom, können über die Verwaltungseinrichtung bzw. den Betreiber jedoch fernüberwacht bzw. ferngesteuert werden.
• Durch eine umfangreiche und ausgefeilte Sensorik können die Ladesäulen bedarfsgerecht beim Kunden positioniert und betrieben werden. Wartungsbedarf und/oder Aktualisierungsbedarf kann drahtgebunden und/oder drahtlos mit der Verwaltungseinrichtung kommuniziert werden.
• Basierend auf der vorstehend beschriebenen Technologie wird die oben genannte Aufgabe mittels einer Vorrichtung zum Laden eines elektrochemischen Energiespeichers gelöst. Das Fortbewegungsmittel kann beispielsweise ein elektrisch zumindest teilweise antreibbares Fortbewegungsmittel sein. Die Vorrichtung (oben auch als „Ladesäule“ oder „flexible Ladesäule“ bezeichnet) umfasst einen elektrochemischen Energiespeicher zur Ladung des Energiespeichers des Fortbewegungsmittels. Insbesondere ist die Kapazität des elektrochemischen Energiespeichers ausreichend, mehrere Ladungen, insbesondere 5 bis 50 Ladungen, vom Energiespeicher mittlerer Kapazitätsklassen zu bewerkstelligen, ohne zwischenzeitlich selbst Energie aufnehmen zu müssen. Mindestens ein Ladestecker, insbesondere zwei bis sechs Ladestecker, sind zum Herstellen einer jeweiligen elektrischen Verbindung zu einem Energiespeicher des zu ladenden Fortbewegungsmittels vorgesehen. Ein solcher Ladestecker kann beispielsweise ein Typ2-Ladestecker sein. Eine Auswerteeinheit (z.B. ein programmierbarer Prozessor, ein elektronisches Steuergerät, ein Mikrocontroller, o.ä.) ist vorgesehen, die Schritte zum Betrieb der Vorrichtung auszuführen, die sensorischen Informationen zu sammeln und die auszugebenden Informationen zu entwickeln. Zur Kommunikation mit der Peripherie der Vorrichtung ist eine Sendeeinrichtung vorgesehen, welche beispielsweise als Sendeempfangseinrichtung ausgestaltet sein kann. Die Informationen können beispielsweise drahtlos und/oder mittels des Internets transportiert werden. Ein Ortungsmodul ist zur Positionsbestimmung der Vorrichtung vorgesehen. Es kann beispielsweise eine satellitenbasierte und/oder GSM-basierte und/oder eine WLAN-basierte und/oder eine Bluetooth-basierte Ortung der Vorrichtung ermöglichen. Das Ortungsmodul ist eingerichtet, eine Position der Vorrichtung festzustellen. Die Position der Vorrichtung kann für unterschiedliche Anwendungsfälle verwendet werden. Die Auswertung der Position und/oder zusätzlicher Informationen kann beispielsweise in einer zentrale Verwaltungseinrichtung eines Betreibers der Vorrichtung erfolgen. Die Verwaltungseinrichtung kann über die Sendeeinrichtung die Position und insbesondere auch zusätzliche Informationen erhalten. Somit kann die Verwaltungseinrichtung bedarfsweise, in festen Abständen, ereignisbasiert oder auf Anfrage die Position der Vorrichtung in Erfahrung bringen. Insbesondere in Verbindung mit zusätzlichen Informationen kann die Verwaltungseinrichtung geeignete Maßnahmen ergreifen, um die Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung komfortabler, die Verfügbarkeit elektrischer Energie dauerhafter und die illegale Entfernung der Vorrichtung von der Position unattraktiver/schwerer bzw. nachverfolgbar zu machen. Im Ergebnis ist der Betrieb einer erfindungsgemäßen Vorrichtung gegenüber im Stand der Technik bekannten Vorrichtungen gattungsgemäßer Art lukrativer bzw. weniger kostenaufwendig und flexibler bezüglich Standortauswahl. Die erforderlichen Komponenten sind in der Vorrichtung angeordnet und bedürfen keiner weiteren Bauteile außerhalb der Vorrichtung selbst. Der Erwartungswert eines wirtschaftlich sinnvollen Betreibens der Vorrichtung erhöht sich.
• Die Unteransprüche zeigen bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung.
• Die Auswerteeinheit der Vorrichtung kann beispielsweise eingerichtet sein, Informationen zum Vorgang einer Ladung des aktuell geladenen Fortbewegungsmittels mit der Position zu assoziieren.
• Die Informationen können beispielsweise die bezogene Energiemenge, die für den Ladevorgang gewählte Tageszeit, den Wochentag, witterungstechnische Umstände, verkehrstechnische Umstände und viele andere Daten beschreiben und mit der Position der Vorrichtung assoziieren. Indem ein korrespondierender Datensatz an die zentrale Verwaltungseinrichtung gesendet wird, kann der Betreiber der erfindungsgemäßen Vorrichtung wertvolle Informationen über die Nachfrage und das Verwendungsverhalten an der Position sammeln. Insbesondere können mehrere Ladevorgänge mit der Position assoziiert werden und nach Ablauf einer gewissen Zeit mittelfristige oder langfristige Erkenntnisse über den Standort der Vorrichtung (insbesondere hinsichtlich seiner Eignung für die Bereitstellung einer ggf. stationären Ladestation) gezogen werden. Die Informationen, welche im Zuge des Vorgangs der Ladung des Fortbewegungsmittels mit der Position assoziiert werden, können insbesondere durch Umgebungssensoren der Vorrichtung ergänzt oder bereitgestellt werden.
• Die Auswerteeinheit kann eingerichtet sein, eine Abweichung der Position von einer Soll-Position festzustellen und im Ansprechen auf eine Abweichung zwischen der Ist-Position und der Soll-Position einen Diebstahl oder eine Beschädigung der Vorrichtung festzustellen. Die Soll-Position kann grundsätzlich der Einsatzort der Vorrichtung sein, solange nicht eine offizielle und autorisierte Verbringung der Vorrichtung an einen anderen Einsatzort/Energieaufnahmeort veranlasst wurde. Sobald der Diebstahl der Vorrichtung festgestellt wurde, können unterschiedlichste geeignete Maßnahmen ergriffen werden, welche durch die Vorrichtung selbst und/oder durch den Betreiber/die Verwaltungseinrichtung eingeleitet werden können, ohne die Reaktion auf den Diebstahl auf die vorgenannten Instanzen zu beschränken. Beispielsweise kann ein Beschleunigungssensor in der Vorrichtung angeordnet und dazu vorgesehen sein, Beschleunigungswerte zu ermitteln. In Abhängigkeit der Qualität und/oder der Quantität der Beschleunigungswerte kann beispielsweise unter Zuhilfenahme einer vordefinierten Referenz der Diebstahl der Vorrichtung und/oder Vandalismus, eine Beschädigung und/oder ein Unfall festgestellt werden. Beispielsweise können die Beschleunigungswerte darauf hinweisen, dass die Vorrichtung sich an einem Kran befindet, da sich hierbei üblicherweise in einem engen Frequenzband befindliche harmonische Schwingungen und Lageänderung der Vorrichtung ermitteln lassen. Vandalismus lässt sich beispielsweise durch stoßartige Beschleunigungssignale feststellen. Insbesondere ein Crash lässt sich durch Beschleunigungssignale einer vordefinierten Höhe feststellen. Je nach Beschleunigungssignal können Hilfestellungen (z.B. über einen Lautsprecher/einen Außenbildschirm), Warnungen oder Benachrichtigungen an Rettungsdienste / die Polizei ausgegeben werden, um in geeigneter Weise auf den Vorfall zu reagieren. Eine Kamera kann für die Dokumentation und Ermittlung des Verursachers vorgesehen sein und automatisch eingeschaltet werden.
• Die Vorrichtung kann beispielsweise eingerichtet sein, im Ansprechen auf das Feststellen eines Diebstahls eine den Diebstahl repräsentierende Nachrichtung an die Verwaltungseinrichtung/den Betreiber zu senden. Der Betreiber kann beispielsweise durch Zugriff auf die Umgebungssensorik der Vorrichtung zusätzliche Informationen über die Sachlage erhalten und kurzfristige Maßnahmen einleiten. Auch ein Alarmsignal kann beispielsweise digital, akustisch, optisch, etc., in die Umgebung der Vorrichtung ausgesandt werden. Insbesondere können registrierte Nutzer eine Nachricht über ihr Smartphone erhalten und beispielsweise einen Anreiz ausgesprochen bekommen, der betroffenen Vorrichtung zur Hilfe zu eilen. Über akustische und/oder optische Signale können sämtliche Passanten unabhängig von ihrer vertraglichen Beziehung zum Betreiber der Vorrichtung auf den Vorfall aufmerksam gemacht werden und einen Anreiz (z.B. finanzieller Natur) für den Fall einer Hilfestellung ausgesprochen bekommen. Alternativ oder zusätzlich kann zur Vermeidung von Folgeschäden und/oder Personenschäden der elektrische Energiespeicher der Vorrichtung unbrauchbar gemacht werden. Sofern eine entsprechende Nachricht im Missbrauchsfall ausgegeben wird, kann ein gewaltsames Öffnen der Vorrichtung gegebenenfalls vermieden werden. Insbesondere entfällt bei einer Kommunikation der Tatsache, dass die elektrischen Energiespeicher im Falle eines gewaltsamen Öffnens unbrauchbar gemacht werden, der Anreiz für einen Diebstahl. Beispielsweise können die Energiespeicher durch Penetration mittels Metallbolzen unschädlich/unbrauchbar gemacht werden.
• Um den Transport der Vorrichtung an einem neuen Einsatzort bzw. an einen Ort zum elektrischen Laden der Vorrichtung möglichst effizient zu gestalten, kann eine Transporteinrichtung vorgesehen sein, um durch ein Transportfahrzeug mechanisch eingegriffen zu werden. Beispielsweise kann ein Haken, eine Öse, o.ä., an einer Oberseite der Vorrichtung angeordnet sein. Dieser bzw. diese kann durch einen Haken bzw. eine Öse an einem Kran des Transportfahrzeuges in Eingriff genommen werden, um die Vorrichtung anzuheben und mittels des Transportfahrzeuges zu verbringen. Um einen Diebstahl der Vorrichtung zu erschweren, kann die Transporteinrichtung erst im Ansprechen auf eine erfolgreiche Autorisierung des Transportfahrzeuges / eines Anwenders freigegeben werden. Mit anderen Worten kann die Transporteinrichtung gegen einen mechanischen Eingriff durch das Transportfahrzeug (z.B. durch eine automatisch zu öffnende Klappe) gesichert werden, bis das Transportfahrzeug eine erfolgreiche Autorisierungs-Prozedur angestoßen hat.
• Besonders viel Aufschluss über die Situation der Vorrichtung lässt sich aus der Ferne mittels Kameras erzielen, welche in der Vorrichtung angeordnet, gegen Vandalismus geschützt und zur Erfassung einer Umgebung der Vorrichtung eingerichtet sind. Im Ansprechen auf das (automatische) Ermitteln eines Diebstahls der Vorrichtung und alternativ oder zusätzlich im Ansprechen auf ein Signal der Verwaltungseinrichtung / eines Betreibers kann ein Datensatz, welcher von der Kamera aufgenommen wurde, gespeichert und/oder an eine geeignete Distanz versandt werden. Auch ein Live-Stream der Daten der Kamera(s) oder gar eine bidirektionale visuelle/audivisuelle Verbindung unter Vermittlung des Außendisplays der Vorrichtung kann zwischen einem Leitstand / der Verwaltungseinrichtung / dem Betreiber und einem Anwender / Passanten / Dieb aufgebaut werden, um die Kommunikation zu vermitteln. Insbesondere können mehrere Kameras an der Vorrichtung angeordnet und zur Ablichtung eines die Vorrichtung vollständig bzw. geschlossen umgebenden Umgebungsbereiches verwendet werden.
• Ein Außendisplay, welches beispielsweise für die Darstellung von Werbung/Multimediadarbietungen vorgesehen ist, kann im Ansprechen auf ein Erkennen eines Diebstahls der Vorrichtung eine Nachricht an einen Passanten bzw. an den Dieb darstellen, wobei ein Bild der Kamera der Vorrichtung die Darstellung auf dem Außendisplay ergänzen/ersetzen kann. Auf diese Weise wird dem Passanten/dem Dieb bewusst gemacht, dass die Situation von der Kamera erfasst und gegebenenfalls dokumentiert wird. Alternativ oder zusätzlich kann einem Dieb/Vandalen eine Rechtsnorm und eine ihn erwartende Strafe auf dem Außendisplay veranschaulicht werden, um ihn von seinem Vorhaben abzubringen.
• Im Ansprechen auf ein Empfangen eines Signals einer Vorrichtung, wie sie oben im Detail beschrieben worden ist, welches einen Diebstahl der Vorrichtung repräsentiert, kann eine zweite erfindungsgemäße Vorrichtung darüber in Kenntnis gesetzt werden, dass die erste Vorrichtung widerrechtlich an eine andere Position verbracht wird. Das Signal kann beispielsweise digital in die Umgebung der gestohlenen Vorrichtung abgestrahlt werden. Um eine elektromagnetische Kapselung der Vorrichtung durch den Dieb wirkungslos zu machen, kann eine akustische (auch auf nichthörbarer Frequenz) und/oder optische Ausgabe des Signals durch die gestohlene Vorrichtung mittels der zweiten erfindungsgemäßen Vorrichtung empfangen und interpretiert werden. Auf diese Weise kann die zweite Vorrichtung auch dann noch den Diebstahl der ersten Vorrichtung melden, wenn eine unmittelbare Benachrichtigung des Betreibers durch die erste Vorrichtung situationsbedingt nicht (mehr) möglich ist. Hierbei können beispielsweise der Zeitpunkt, die Fahrtrichtung, Beschleunigungswerte, eine akustische Aufnahme, Bilder, welche durch die gestohlene Vorrichtung oder die Kamera der zweiten Vorrichtung aufgenommen wurden, etc., an den Betreiber/die Verwaltungseinrichtung gesendet werden, um den Diebstahl aufzuklären bzw. den Ort der Verbringung der ersten Vorrichtung ermitteln zu können. Beispielsweise kann die Vorrichtung hierzu einen Höhensensor (Barometer) aufweisen, um ein Höhenprofil über der Zeit zur Rekonstruktion einer gefahrenen Route zu verwenden. Entsprechend können Beschleunigungs- und/oder Neigungswerte über der Zeit unabhängig vom Empfang elektromagnetischer Signale eines satellitenbasierten Navigationssystems Aufschluss über den Weg der gestohlenen Vorrichtung geben.
• Grundsätzlich ermöglicht die Ortung der erfindungsgemäßen Vorrichtung eine Vielzahl von Erkenntnissen, welche auch im Normalfall/Normalbetrieb wertvoll für den Betreiber sind. Beispielsweise kann das Ladeverhalten der steigenden Anzahl von (E-Fahrzeug-)Nutzern erlernt, antizipiert und in die Zukunft extrapoliert werden, so dass flexibel und schnell auf die Bedürfnisse der (potentiellen) Kunden reagiert werden kann. Wenn das Ladeverhalten prognostizierbar ist, können ggf. die flexiblen Ladesäulen in das stationäre/leitungsvermittelte Stromnetz eingebunden werden, sofern dies gewünscht ist. Insbesondere können die erfindungsgemäßen Vorrichtungen / flexiblen Ladesäulen zur Netzstabilisierung bei Lastschwankungen/Stromschwankungen verwendet werden. Außerdem bietet die erfindungsgemäße Ladesäule zusätzliche Funktionen wie z.B. einen WLAN-Hotspot, Umgebungsinformationen, Werbung und bricht hierdurch Kontaktängste der Passanten auf, steigert die Sicherheit und Lebensqualität in urbanen Einsatzgebieten. Zudem können sog. „Small Cells“ zur Verbesserung des LTE-Netzes in die Vorrichtung integriert werden.
• Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und der Figur. Es zeigt:
• 1 eine beispielhafte Situation einer Verbringung eines ersten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung / Ladesäule und eine Verwendung eines zweiten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung / Ladesäule.
• Bevorzugte Ausführungsbeispiele
• 1 zeigt die Verwaltungseinrichtung 9 eines Betreibers, welcher eine Vielzahl erfindungsgemäßer Vorrichtungen in Form flexibler Ladesäulen 1 bereitstellt. Eine erste flexible Ladesäule 1a befindet sich auf einem Transportfahrzeug 13 eines Diebes 17, welcher die Ladesäule 1a mittels eines Krans an einem Haken 12 als Transporteinrichtung angehoben und auf die Pritsche des Transportfahrzeugs 13 gestellt hat. Die Ladesäule 1a weist einen elektrochemischen Energiespeicher in Form einer Batterie 3 auf, mittels welcher ein Traktionsenergiespeicher 4 eines elektrisch antreibbaren PKWs 10 geladen werden kann. Eine Antenne 6 als Sendeeinrichtung ist eingerichtet, den Diebstahl drahtlos dem Betreiber zu melden. Der Diebstahl wird über einen Beschleunigungssensor 8 und ein Ortungsmodul 7, welches die Position der Vorrichtung mittels eines Satelliten 20 ermittelt, festgestellt. Das elektronische Steuergerät 5 als Auswerteeinheit vergleicht die Beschleunigungswerte des Beschleunigungssensors 8 mit vordefinierten Referenzen und sendet beim Erreichen bzw. beim Überschreiten der Referenzen die Signale des Ortungsmoduls 7, die Signale des Beschleunigungssensors 8, die Signale einer Kamera 14 sowie die Signale eines akustischen Mikrofons 21 an den Betreiber. Über das Außendisplay 16 kann die Ladesäule 1a die Umgebung, Passanten und insbesondere den Dieb 17 darauf aufmerksam machen, dass der Diebstahl derzeit gemeldet, die Umgebung akustisch, optisch und beschleunigungstechnisch aufgenommen und gemeinsam mit der Position der Ladesäule 1a dem Betreiber gemeldet wird. Sofern der Dieb daraufhin nicht von seinem Vorhaben ablässt, kann ein Lautsprecher 15 veranlasst werden, ein akustisches Signal 11 in die Umgebung abzustrahlen, welches beispielsweise von einer zweiten Ladesäule 1b am Straßenrand empfangen und mit einer vordefinierten Referenz verglichen wird. Anhand des Vergleichs mit der vordefinierten Referenz ist die zweite Ladesäule 1b imstande, den Diebstahl zu erkennen und die durch die erste Ladesäule 1a an die zweite Ladesäule 1b übermittelten Informationen an den Betreiber bzw. die Verwaltungseinrichtung 9 zu senden. Die zweite Ladesäule 1b befindet sich ihrerseits in einem Normalzustand, in welchem der Haken 12 unter einer verschieblichen Abdeckung 18 gegen unautorisierten Zugriff geschützt ist. Erst im Ansprechen auf den Empfang eines positiv geprüften Autorisierungssignals wird die verschiebliche Abdeckung 18 verschoben, um den Haken 12 für einen Eingriff durch das autorisierte Transportfahrzeug 13 freizugeben. Die zweite Ladesäule 1b weist zwei Ladestecker 2 auf, mittels welcher eine elektrische Verbindung zwischen der Batterie 3 und dem Traktionsenergiespeicher 4 des PKWs 10 hergestellt werden kann. Um die Ladezeit für den Anwender 19 so unterhaltsam wie möglich zu gestalten, wird auf einem Außendisplay 16 ein Actionfilm dargestellt, dessen Tonspur über die Sende-/Empfangseinrichtung 6 der zweiten Ladesäule 1b an die Sende-/Empfangseinrichtung 6 des PKWs 10 gesendet und über das Audiosystem des PKWs 10 mittels eines Lautsprechers 15 im Innenraum bzw. in der Fahrgastzelle des PKWs 10 wiedergegeben wird.
• Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung einer Ladesäule/flexiblen Ladestation/Vorrichtung zum Laden eines Traktionsenergiespeichers eines elektrisch antreibbaren Fortbewegungsmittels wird der Einsatzort flexibler wählbar und die Auswertung der Nutzung der Vorrichtung stark vereinfacht. Die Wirtschaftlichkeit wird zudem dadurch erhöht, dass Vandalismus und Diebstahlwahrscheinlichkeit effektiv gesenkt und die Attraktivität zum Laden elektrisch antreibbarer Fahrzeuge der erfindungsgemäß ausgestalteten Vorrichtung gegenüber den im Stand der Technik bekannten Anordnungen für die Kunden höher ist.
• Bezugszeichenliste

1, 1a, 1b

flexible Ladesäule

2

Ladestecker

3

Batterie

4

Traktionsenergiespeicher

5

elektrisches Steuergerät, Auswerteeinheit

6

Sende-/Empfangseinheit, Antenne

7

Ortungsmodul

8

Beschleunigungssensor

9

Verwaltungseinrichtung

10

elektrisch antreibbarer PKW

11

akustisches Signal

12

Haken

13

Transportfahrzeug

14

Kamera

15

Lautsprecher

16

Außendisplay

17

Dieb

18

verschiebliche Abdeckung

19

Insasse / Anwender

20

Satellit

21

Mikrofon

• ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
• Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
• Zitierte Patentliteratur
• WO 2016/203383 A1 [0003]

Claims (10)

1. Vorrichtung zur Ladung eines elektrochemischen Energiespeichers (4) eines Fortbewegungsmittels (10), wobei die Vorrichtung (1) umfasst: - einen elektrochemischen Energiespeicher (3) zur Ladung des Energiespeichers (4) des Fortbewegungsmittels (10), - einen Ladestecker (2) zum Herstellen einer elektrischen Verbindung zum Traktionsenergiespeicher (4) des Fortbewegungsmittels (10), - eine Auswerteeinheit (5), - eine Sendeeinrichtung (6) und - ein Ortungsmodul (7), wobei - das Ortungsmodul (7) eingerichtet ist, eine Position der Vorrichtung (1) festzustellen und mittels der Sendeeinrichtung (6) an eine zentrale Verwaltungseinrichtung (9) zu senden.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Auswerteeinheit (5) eingerichtet ist, - Informationen zum Vorgang einer Ladung des Fortbewegungsmittels (10) mit der Position zu assoziieren und - einen korrespondierenden Datensatz an die Verwaltungseinrichtung (9) zu senden.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Auswerteeinheit (5) eingerichtet ist, - eine Abweichung der Position von einer Soll-Position festzustellen und im Ansprechen auf die Abweichung - einen Diebstahl der Vorrichtung (1a) festzustellen.
4. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche weiter umfassend - einen Beschleunigungssensor (8) - wobei die Auswerteeinheit (5) eingerichtet ist, mittels des Beschleunigungssensors (8) ein Beschleunigungssignal einer vordefinierten Qualität und/oder Quantität festzustellen und im Ansprechen auf das Beschleunigungssignal (8) - einen Diebstahl der Vorrichtung (1a) festzustellen.
5. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche 3 oder 4, wobei die Vorrichtung (1a) im Ansprechen auf das Feststellen des Diebstahls eingerichtet ist, - eine den Diebstahl repräsentierende Nachricht an die Verwaltungseinrichtung (9) zu senden und/oder - ein Alarmsignal (11) in eine Umgebung der Vorrichtung (1a) auszusenden und/oder - den elektrischen Energiespeicher (3) der Vorrichtung (1a) unbrauchbar zu machen.
6. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche weiter umfassend - eine Transporteinrichtung (12), welche eingerichtet ist, durch ein Transportfahrzeug (13) zur Herstellung einer mechanischen Verbindung und zum Verladen der Vorrichtung (1a) auf das Transportfahrzeug (13) verwendet zu werden.
7. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Auswerteeinheit (5) eingerichtet ist, - Informationen zum Zustand des Energiespeichers (3), insbesondere zu dessen Ladungszustand, mit der Position zu assoziieren und - einen korrespondierenden Datensatz an die Verwaltungseinrichtung (9) und/oder ein ihre zugeordnetes Transportfahrzeug (13) zu senden.
8. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche weiter umfassend - eine Kamera (14) zur Erfassung einer Umgebung der Vorrichtung (1a), - wobei die Kamera (14) eingerichtet ist, im Ansprechen auf - einen Diebstahl der Vorrichtung (1a) und/oder einen Unfall und/oder Vandalismus und/oder - ein Signal der Verwaltungseinrichtung (9) einen Datensatz der Kamera (14) zu speichern und/oder an die Verwaltungseinrichtung (9) zu senden.
9. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche weiter umfassend ein Aussendisplay (16), welches eingerichtet ist, im Ansprechen auf ein Erkennen eines Diebstahls der Vorrichtung (1a) - eine Nachricht an einen Passanten und/oder einen Dieb (17) und/oder - ein Bild einer Kamera (14) der Vorrichtung (1a) darzustellen.
10. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, welche weiter eingerichtet ist, im Ansprechen auf ein Empfangen eines Signals (11) einer Vorrichtung (1a) nach einem der vorstehenden Ansprüche repräsentierend einen Diebstahl - ein den Diebstahl und die eigene aktuelle Position repräsentierendes Signal an die Verwaltungseinrichtung (9) oder eine andere Ladesäule zu senden.

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