-
Die Erfindung betrifft eine Ladesäule zum Laden eines Stromspeichers eines Elektrofahrzeugs. Die Ladesäule umfasst ein Gehäuse, an dem außenseitig eine Speisevorrichtung angeordnet ist, die elektrisch mit einer in dem Gehäuse angeordneten Stromversorgungseinheit verbunden ist. Die Erfindung betrifft ferner ein Ladesäulensystem mit einer derartigen Ladesäule.
-
Zum Laden eines Stromspeichers eines Elektrofahrzeugs, insbesondere einer Hochvoltbatterie, wird üblicherweise eine Ladesäule herangezogen. Diese weist außenseitig eine Speisevorrichtung auf, die beispielsweise in einen entsprechenden Stecker des Elektrofahrzeugs gesteckt wird. Alternativ hierzu ist die Speisevorrichtung selbst als Stecker ausgebildet, in die eine Leitung gesteckt wird, die wiederum mit dem Elektrofahrzeug verbunden ist. Je nach Ausgestaltung der Speisevorrichtung werden unterschiedliche Standards verwendet.
-
Die Ladesäule selbst ist beispielsweise stationär ausgestaltet und elektrisch mit einem Versorgungsnetzwerk verbunden. Somit ist eine im Wesentlichen unbeschränkte Anzahl an Ladevorgängen mittels der Ladesäule durchführbar, und eine Wartung ist im Wesentlichen nicht oder lediglich in vergleichsweise geringem Maße erforderlich. Hierbei ist es jedoch notwendig, dass ein entsprechender Anschluss des Versorgungsnetzwerks an der gewünschten Einsatzstelle der Ladesäule vorhanden ist, sodass meistens zunächst Bauarbeiten durchgeführt werden müssen. Dies erhöht Herstellungskosten.
-
Eine alternative Ausgestaltung sieht daher vor, die Ladesäule mobil auszugestalten. In diesem Fall erfolgt lediglich eine mechanische Verbindung der Ladesäule mit dem Boden oder einem sonstigen ortsfesten Objekt. Die Ladesäule selbst weist einen Energiespeicher auf, aus dem bei Betrieb der Stromspeicher des Elektrofahrzeugs gespeist wird. Wenn der Energiespeicher der mobilen Ladesäule gelehrt ist, ist es erforderlich, diese abzubauen und zum erneuten Aufladen zu einer entsprechenden Ladestelle zu verbringen. Somit ist ein Betriebsaufwand erhöht. Jedoch ist es möglich, den Standort der mobilen Ladesäule in Abhängigkeit der herrschenden Anforderungen zu verändern und somit die mobile Ladesäule während ihrer Einsatzzeit an unterschiedlichen Positionen aufzustellen.
-
Üblicherweise nehmen die Ladesäulen, unabhängig von deren Ausgestaltung, lediglich die Funktion zum Laden des Stromspeichers des Kraftfahrzeugs war. Aus
EP 2 549 618 A2 ist jedoch eine Ladestation bekannt, die mehrere Speisevorrichtungen aufweist um Elektrofahrzeuge zu laden. Ferner umfasst die Ladestation mehrere fest mit dem Gehäuse verbundene Komponenten, wie Kameras, Displays, Leuchten sowie Verkaufsautomaten.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine besonders geeignete Ladesäule sowie ein besonders geeignetes Ladesäulensystem als auch ein besonders geeignetes Modul anzugeben, wobei vorteilhafterweise eine Flexibilität und/oder ein Einsatzbereich vergrößert sind.
-
Hinsichtlich der Ladesäule wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 1, hinsichtlich des Ladesäulensystems durch die Merkmale des Anspruchs 10 und hinsichtlich des Moduls durch die Merkmale des Anspruchs 11 erfindungsgemäß gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen sind Gegenstand der jeweiligen Unteransprüche.
-
Die Ladesäule dient dem Laden eines Stromspeichers eines Elektrofahrzeugs. Das Elektrofahrzeug ist beispielsweise ein Fahrrad, das einen elektrischen Motor umfasst. Insbesondere ist das Fahrrad als sogenanntes Pedelecs ausgestaltet. Alternativ hierzu ist das Elektrofahrzeug beispielsweise ein elektrisch angetriebener Roller oder ein elektrisch angetriebenes Motorrad. Besonders bevorzugt jedoch ist das Elektrofahrzeug ein elektrisch betriebenes Kraftfahrzeug, insbesondere ein Personenkraftwagen (Pkw). Dieser weist zweckmäßigerweise einen Elektromotor auf, der in Wirkverbindung mit Rädern des Kraftfahrzeugs ist. Hierbei bildet der Elektromotor zumindest teilweise einen Hauptantrieb des Kraftfahrzeugs.
-
Der Stromspeicher ist beispielsweise mittels eines oder mehrerer Kondensatoren gebildet oder umfasst diese. Besonders bevorzugt jedoch umfasst der Stromspeicher eine oder mehrere Batterien und ist zweckmäßigerweise mittels dieser gebildet. Vorzugsweise ist der Stromspeicher eine sogenannte Hochvoltbatterie, also ein Hochvoltenergiespeicher, mittels derer eine elektrische Spannung größer als 200 V bereitgestellt wird. Insbesondere ist die bereitgestellte elektrische Spannung zwischen 400 V und 800 V.
-
Die Ladesäule weist ein Gehäuse auf, das beispielsweise aus einem Metall gefertigt ist. Somit ist eine Beschädigung von in dem Gehäuse angeordneten Komponenten unterbunden. Vorzugsweise ist das Gehäuse Montagezustand elektrisch gegen Masse, vorzugsweise gegen Erde, geführt. Zweckmäßigerweise weist das Gehäuse hierfür entsprechende Anschlüsse auf. Somit ist bei Betrieb das elektrische Potential des Gehäuses gleich Masse. Folglich ist eine Verletzung von Personen ausgeschlossen, wenn diese das Gehäuse berühren. Das Gehäuse ist beispielsweise im Wesentlichen quaderförmig, was einen Transport und eine Herstellung erleichtert. Auch ist eine Montage vereinfacht.
-
In dem Gehäuse ist eine Stromversorgungseinheit angeordnet, mittels derer insbesondere eine elektrische Spannung bereitgestellt wird. Mit anderen Worten liegt an der Stromversorgungseinheit eine bestimmte elektrische Spannung an. Die Stromversorgungseinheit ist elektrisch mit einer Speisevorrichtung verbunden, die außenseitig an dem Gehäuse angeordnet ist. Mit anderen Worten wird die Speisevorrichtung mittels der Stromversorgungseinheit versorgt. Die Speisevorrichtung ist insbesondere mittels eines Ladesteckers, also insbesondere eine Ladekupplung bereitgestellt, die direkt an dem Gehäuse befestigt ist, und die aus dem Gehäuse herausragt. Zum Laden des Stromspeichers des Elektrofahrzeugs wird eine entsprechende Leitung, beispielsweise ein Kabel, in den Stecker der Speisevorrichtung eingesteckt. Alternativ hierzu umfasst die Speisevorrichtung ein Kabel, das an dem Gehäuse befestigt ist, und in dem mehrere Litzen oder dergleichen geführt sind. An dem verbleibenden Ende ist der Ladestecker angeordnet. Somit ist es möglich, den Ladestecker der Speisevorrichtung in einen entsprechenden Stecker des Elektrofahrzeugs einzustecken.
-
Die Speisevorrichtung, insbesondere der etwaige Ladestecker, erfüllt zweckmäßigerweise einen bestimmten Standard, beispielsweise den Typ 1 oder den Typ 2. Zum Beispiel wird bei Betrieb mittels der Stromversorgungseinheit ein Wechselstrom bereitgestellt, sodass auch an der Speisevorrichtung ein Wechselstrom anliegt. Besonders bevorzugt jedoch wird mittels der Stromversorgungseinheit ein Gleichstrom bereitgestellt, sodass an der Speisevorrichtung eine Gleichspannung anliegt. Mit anderen Worten wird die Ladesäule zum Gleichspannungsladen herangezogen. Die mittels der Stromversorgungseinheit bereitgestellte elektrische Spannung sowie der damit gelieferte elektrische Strom sind vorzugsweise auf den Stromspeicher des Elektrofahrzeugs angepasst. Insbesondere wird mittels der Stromversorgungseinheit eine elektrische Gleichspannung von 400 V oder 800 V bereitgestellt.
-
Ferner umfasst die Ladesäule eine Steuereinheit, die in dem Gehäuse angeordnet ist. Zweckmäßigerweise umfasst die Steuereinheit eine Anzahl an elektrischen und/oder elektronischen Bauteilen, mittels derer eine Schaltung realisiert ist, sodass bei Betrieb eine bestimmte Funktion durchgeführt wird. Die Steuereinheit weist beispielsweise ein Prozessor auf, der insbesondere programmierbar ausgestaltet ist. Zum Beispiel ist die Steuereinheit mittels des Prozessors gebildet. Geeigneterweise umfasst die Steuereinheit einen anwenderspezifischer Schaltkreis (ASIC) oder ist mittels dessen gebildet.
-
Mittels der Steuereinheit erfolgt zweckmäßigerweise ein Betrieb der Ladesäule und/oder die Durchführung von bestimmten Funktionen. Beispielsweise wird mittels der Steuereinheit die Stromversorgungseinheit eingestellt, sodass an der Speisevorrichtung die jeweilige elektrische Spannung anliegt. Hierbei wird insbesondere ein elektrischer Stromfluss von der Stromversorgungseinheit zur Speisevorrichtung unterbrochen, falls an der Speisevorrichtung kein Elektrofahrzeug angeschlossen ist. Somit ist eine Sicherheit erhöht. Alternativ oder besonders bevorzugt in Kombination hierzu wird mittels der Steuereinheit eine Energiemenge erfasst, die von der Stromversorgungseinheit zu dem Elektrofahrzeug zum Laden übermittelt wird. Vorzugsweise erfolgt eine Ausgabe der Energiemenge auf einem etwaigen Display, das somit mittels der Steuereinheit entsprechend angesteuert wird. Alternativ oder in Kombination hierzu erfolgt eine Abrechnung der abgegebenen Energiemenge gegenüber dem etwaigen Nutzer der Ladesäule mittels der Steuereinheit.
-
Die Ladesäule umfasst ferner eine Erweiterungsschnittstelle, die in das Gehäuse eingebracht ist. Mit anderen Worten bildet die Erweiterungsschnittstelle eine Verbindung zwischen der Außenseite des Gehäuses und der Innenseite des Gehäuses und bildet somit zumindest teilweise die äußere Begrenzung der Ladesäule. Die Erweiterungsschnittstelle dient dem lösbaren Anschluss eines Moduls. Hierbei befindet sich in das Modul, wenn dieses an die Erweiterungsschnittstelle angeschlossen ist, bevorzugt außenseitig des Gehäuses, sodass eine Montage des Moduls vereinfacht ist.
-
Aufgrund des Moduls ist es möglich, dass ein Ladesäulensystem bereit zu stellen, das die Ladesäule sowie das lösbar an der Erweiterungsschnittstelle angeschlossene Modul aufweist. Das Ladesäulensystem nimmt hierbei zusätzlich zum Laden des Stromspeichers des Elektrofahrzeugs eine weitere Funktion war, nämlich die Funktion bzw. die Funktionen, die mittels des Moduls bereitgestellt sind. Mittels unterschiedlicher Module ist es hierbei möglich, unterschiedliche Funktionen durchzuführen. Hierfür ist es lediglich erforderlich, die entsprechenden Module gegeneinander auszutauschen. Infolgedessen ist es möglich, mittels der Module auf entsprechende Anforderungen an die Ladesäule bzw. an das Ladesäulensystem, einzugehen und somit die Funktionsweise entsprechend zu erweitern. Falls die mittels des Moduls bereitgestellte Funktion nicht oder zumindest in einem absehbaren Zeitraum nicht erforderlich ist, ist es daher möglich, das Modul von der Ladesäule zu entfernen und beispielsweise an einem weiteren Standort einzusetzen. Somit ist eine Flexibilität erhöht. Auch ist es nicht erforderlich, die Ladesäule mit sämtlichen denkbaren Funktionen zu fertigen. Vielmehr ist es möglich, das Ladesäulensystem nachträglich mittels des jeweiligen Moduls an die aktuellen Anforderungen anzupassen. Infolgedessen sind Herstellungskosten reduziert, und eine Flexibilität und ein Einsatzbereich sind erhöht. Ferner ist es möglich, beispielsweise das Modul auszutauschen, falls dieses beschädigt ist. Dabei ist ein vollständiger Austausch der Ladesäule nicht erforderlich, was Betriebskosten reduziert.
-
Geeigneterweise weist die Ladesäule mehrere derartige Erweiterungsschnittstellen auf, also zwei, drei, vier oder mehr Erweiterungsschnittstellen, an die jeweils ein entsprechendes Modul lösbar angeschlossen werden kann. Somit ist es möglich, eine Funktion verstärkt auszuführen, oder weitere Funktionen mittels des auf diese Weise gebildeten Ladesäulensystems bereit zu stellen, was den Einsatzbereich weiter erhöht.
-
Beispielsweise befindet sich die Erweiterungsschnittstelle an einer seitlichen Wand des Gehäuses. Besonders bevorzugt jedoch ist die Erweiterungsschnittstelle, zweckmäßigerweise sämtliche Erweiterungsschnittstellen oder zumindest ein Teil der Erweiterungsschnittstellen, sofern mehrere vorhanden sind, in einen (oberen) Deckel des Gehäuses eingebracht. Der Deckel ist im Montagezustand zweckmäßigerweise im Wesentlichen horizontal ausgerichtet. Mit anderen Worten befinden sich die Erweiterungsschnittstellen bezüglich des Gehäuses an der oberen Seite. Hierbei ist vorzugsweise die Speisevorrichtung an einer seitlichen Wand des Gehäuses angeordnet. Aufgrund der obigen Positionierung der Erweiterungsschnittstelle erfolgt mittels dieser und des etwaigen daran angeschlossenen Moduls keine Beeinträchtigung des Nutzers, wenn dieser die Speisevorrichtung verwenden möchte. Somit ist ein Komfort erhöht.
-
Beispielsweise weist das oder jedes Modul eine separate Energieversorgung auf. Besonders bevorzugt jedoch erfolgt bei Betrieb eine Energieversorgung des Moduls mittels der Erweiterungsschnittstelle, zumindest teilweise. Hierfür weist die Erweiterungsschnittstelle eine Stromversorgungsschnittstelle auf, die insbesondere zwei Anschlüsse aufweist, wobei jeder der Anschlüsse mit jeweils einem unterschiedlichen elektrischen Potentials beaufschlagt ist. Insbesondere ist das elektrische Potential zeitlich veränderlich oder besonders bevorzugt zeitlich konstant. Mit anderen Worten wird mittels der Stromversorgungsschnittstelle eine elektrische Gleichspannung bereitgestellt. Besonders bevorzugt umfasst die Stromversorgungsschnittstelle einen Masseanschluss und/oder einen Anschluss für einen Schutzleiter umfasst. Somit ist eine Sicherheit erhöht. Zweckmäßigerweise weist die Stromversorgungsschnittstelle somit vier zueinander elektrisch isolierte Anschlüsse auf, nämlich die beiden mit den unterschiedlichen elektrischen Potentialen sowie den Masseanschluss und den Anschluss für den Schutzleiter, was eine Flexibilität und eine Sicherheit erhöht. Alternativ hierzu ist der Stromversorgungsschnittstelle beispielsweise lediglich mittels der zwei Anschlüsse (Kontakte) gebildet, die zueinander das elektrisch unterschiedliche Potential aufweisen, das beispielsweise zeitlich veränderlich oder besonders bevorzugt zeitlich konstant ist.
-
Beispielsweise ist Stromversorgungsschnittstelle gegen einen separaten Energiespeicher oder eine separate Stromversorgungseinheit der Ladesäule geführt. Besonders bevorzugt jedoch ist die Stromversorgungsschnittstelle elektrisch mit der Stromversorgungseinheit verbunden. Somit dient die Stromversorgungseinheit sowohl der Versorgung der Speisevorrichtung als auch der Versorgung der Stromversorgungsschnittstelle. Infolgedessen sind wenige Bauteile erforderlich, was die Herstellungskosten der Ladesäule reduziert. Auch ist ein Bauraum verringert.
-
Beispielsweise wird mit der Stromversorgungsschnittstelle an der Stromversorgungsschnittstelle die gleiche elektrische Spannung bereitgestellt, die auch an der Speisevorrichtung bereitgestellt ist. Besonders bevorzugt jedoch ist zwischen der Stromversorgungseinheit und der Stromversorgungsschnittstelle elektrisch ein Spannungswandler angeordnet. Der Spannungswandler ist beispielsweise ein Hochsetzsteller, ein Tiefsetzsteller, ein Transformator oder umfasst zumindest eine dieser Komponenten. Alternativ oder in Kombination hierzu umfasst der Spannungswandler einen Gleichrichter und/oder einen Wechselrichter. Mittels des Spannungswandlers ist es möglich, die mittels der Stromversorgungseinheit bereitgestellte elektrische Spannung in eine gewünschte elektrische Spannung zu wandeln, sodass die Anforderungen an das Modul verringert sind. Beispielsweise wird mittels der Erweiterungsschnittstelle eine verringerte elektrische Spannung bereitgestellt. Beispielsweise ist die an der Stromversorgungsschnittstelle bereitgestellte elektrische Spannung kleiner als 200 V, kleiner als 100 V oder kleiner als 50 V. Somit sind Sicherheitsanforderungen an das Modul verringert, weswegen Herstellungskosten verringert sind. Auch ist es nicht erforderlich, dass das Modul einen eigenen Spannungswandler aufweist, was die Herstellungskosten des Moduls reduziert. Auch ist ein Gewicht des Moduls verringert, was eine Montage erleichtert.
-
Beispielsweise wird mittels des Spannungswandlers lediglich eine einzige elektrische Spannung bereitgestellt, beispielsweise 230 V oder 110 V. Besonders bevorzugt jedoch ist der Spannungswandler derart ausgestaltet, dass mittels dessen eine variable elektrische Spannung bereitgestellt werden kann. Mit anderen Worten ist der Spannungswandler einstellbar. Somit ist es möglich, die an der Stromversorgungsschnittstelle anliegende elektrische Spannung auf das jeweilige Modul anzupassen, was eine Flexibilität weiter erhöht. Auch ist es möglich, unterschiedliche Module zu verwenden, die mittels unterschiedlichen elektrischen Spannungen betrieben werden. Hierbei ist es nicht erforderlich, dass jedes Modul einen separaten Spannungswandler aufweist, was Herstellungskosten erhöhen würde. Beispielweise ist der Spannungswandler mit einem Bedienelement gekoppelt, sodass eine manuelle Einstellung des Spannungswandlers erfolgt. In Kombination oder besonders bevorzugt alternativ hierzu erfolgt die Einstellung des Spannungswandlers mittels der Steuereinheit. Mit anderen Worten wird bei Betrieb der Spannungswandler mittels der Steuereinheit eingestellt. Somit ist eine manuelle Bedienung der Ladesäule nicht erforderlich, was einen Komfort erhöht.
-
Sofern mehrere weitere Schnittstellen vorhanden sind, ist beispielsweise jeder ein Spannungswandler zugeordnet, sodass die an jeder der Stromversorgungschnittstellen anliegende elektrische Spannung separat eingestellt werden kann. Bevorzugt jedoch ist lediglich ein einziger Spannungswandler vorhanden, und die somit an den Erweiterungsschnittstellen anliegende elektrische Spannung ist überall gleich. Somit sind weniger Bauteile erforderlich, was Herstellungskosten reduziert.
-
Beispielsweise ist die Stromversorgungsschnittstelle unidirektional ausgestaltet. Hierbei ist es möglich, über die Stromversorgungsschnittstelle das angeschlossene Modul mit elektrischer Energie zu versorgen. Alternativ hierzu ist beispielsweise ein Einspeisen von elektrischer Energie von dem Modul in die Ladesäule über die Stromschnittstelle möglich. Besonders bevorzugt ist die Stromversorgungsschnittstelle bidirektional ausgestaltet. Somit können unterschiedliche Module angeschlossen werden, wobei mittels einer Art von Modulen einen Versorgung der Ladesäule erfolgt, wohingegen eine andere Art von Modulen von der Ladesäule mittels der Erweiterungsschnittstelle, nämlich der Stromversorgungsschnittstelle, mit elektrischer Energie versorgt werden. Somit ist eine Flexibilität weiter erhöht.
-
Vorzugsweise weist die Erweiterungsschnittstelle eine Kommunikationsschnittstelle auf. Die Kommunikationsschnittstelle dient hierbei dem Austausch von Daten zwischen der Ladesäule und dem Modul. Beispielsweise ist sind sämtliche Kommunikationsschnittstellen der Ladesäule miteinander signaltechnisch verbunden, falls die Ladesäule mehrere derartige Erweiterungsschnittstellen aufweist. Infolgedessen ist eine Kommunikation der Module untereinander über die Kommunikationsschnittstelle möglich, falls an der Ladesäule mehrere Module angeschlossen sind. Besonders bevorzugt ist die Kommunikationsschnittstelle signaltechnisch mit der Steuereinheit verbunden. Somit ist eine Kommunikation der Steuereinheit mit dem etwaigen angeschlossenen Modul ermöglicht und ein Kommunikationssystem gebildet. Vorzugsweise dient die Steuereinheit insbesondere als Master in einem etwaigen Master/Slave-Kommunikationssystem, wobei das Modul als Slave ausgebildet ist. Falls mehrere Module angeschlossen sind, sind diese insbesondere ebenfalls als Slave ausgestaltet. Aufgrund der Heranziehung der Steuereinheit als Master ist eine Konfiguration des Kommunikationssystems vereinfacht. Vorzugsweise erfüllt das Kombinationssystem, also auch die Kommunikationsschnittstelle, einen bestimmten Standard, vorzugsweise einen Bussystem-Standard. Besonders bevorzugt wird hierfür als Bussystem ein CAN-Bussystem oder ein Flexray-Bussystem heran gezogen.
-
Geeigneterweise ist zusätzlich der Spannungswandler vorhanden, der mittels der Steuereinheit eingestellt wird. Bei Montage des Moduls wird insbesondere über die Kommunikationsschnittstelle an die Steuereinheit mitgeteilt, welche elektrische Spannung zur Versorgung des Moduls erforderlich ist. Nachfolgend wird mittels der Steuereinheit der Spannungswandler entsprechend der Anforderung des Moduls eingestellt. Somit sind bei Montage des Moduls vergleichsweise wenige manuelle Schritte erforderlich, was einen Komfort erhöht. Auch ist eine falsche Einstellung im Wesentlichen ausgeschlossen, was eine Sicherheit und eine Zuverlässigkeit erhöht.
-
Beispielsweise ist im Montagezustand das Modul lediglich auf die Erweiterungsschnittstelle aufgesetzt. Somit ist ein vergleichsweise einfaches Montieren und Demontieren des Moduls möglich. Besonders bevorzugt jedoch weist die Erweiterungsschnittstelle eine Verriegelung auf. Somit ist ein unbeabsichtigtes Lösen des Moduls von der Ladesäule vermieden, was eine Verletzung von umstehenden Personen verhindert. Auch ist ein unbefugtes Demontieren des Moduls von der Ladesäule verhindert. Die Verriegelung ist beispielsweise manuell betätigbar. Besonders bevorzugt jedoch ist die Verriegelung mittels eines Aktors betrieben und vorzugsweise elektromotorisch, pneumatischer oder magnetisch ausgestaltet. Somit ist es mittels der Ansteuerung des Aktors möglich, das Modul mit der Erweiterungsschnittstelle zu verriegelt. Besonders bevorzugt ist hierbei die Verriegelung mittels der Steuereinheit betätigt. Somit sind eine Automatisierung und daher ein Komfort weiter erhöht. Auch ist es auf diese Weise nicht erforderlich, zusätzliche Bauteile vorzusehen, was Herstellungskosten reduziert.
-
Beispielsweise ist die Erweiterungsschnittstelle ungeschützt zugänglich. Somit ist eine Montage des Moduls, also ein Anschluss des Moduls, vereinfacht. Bevorzugt jedoch weist die Ladesäule eine Abdeckung auf, mittels derer die Erweiterungsschnittstelle abgedeckt oder zumindest abdeckbar ist. Zweckmäßigerweise ist die Abdeckung bezüglich der Erweiterungsschnittstelle beweglich gelagert. Hierbei ist es insbesondere möglich, die Abdeckung auf die Erweiterungsschnittstelle zu verbringen. Daher sind die etwaigen Anschlüsse der Erweiterungsschnittstelle mittels der Abdeckung vor Umwelteinflüssen geschützt, wenn kein Modul angeschlossen ist. Bei Anschließen des Moduls wird die Abdeckung bezüglich der Erweiterungsschnittstelle bewegt, sodass diese frei zugänglich ist.
-
Beispielsweise ist die Abdeckung lösbar an dem Gehäuse oder der Erweiterungsschnittstelle angebunden. Somit ist erforderlich, zunächst die Abdeckung zu entfernen, damit das Modul angeschlossen werden kann. Besonders bevorzugt jedoch ist die Abdeckung an dem Gehäuse oder der Erweiterungsschnittstelle unlösbar angebunden, sodass eine Verliersicherheit gegeben ist. Ist die Abdeckung transversal verschieblich an dem Gehäuse gelagert. Alternativ hierzu ist die Abdeckung klappbar an dem Gehäuse gelagert, sodass die Abdeckung bezüglich des Gehäuses um einen bestimmten Winkel rotiert/gedreht werden kann. Mit anderen Worten erfolgt eine Anbindung der Abdeckung mittels eines Scharniers an dem Gehäuse. Besonders bevorzugt jedoch ist die Abdeckung aufrollbar ausgestaltet und zumindest teilweise auf eine Welle aufgerollt. Die Welle ist geeigneterweise drehbar an dem Gehäuse gelagert, und die Abdeckungen selbst ist aus einem elastisch verformbaren oder biegeschlaffen Material gefertigt. Alternativ hierzu ist der Abdeckung beispielsweise aus mehreren einzelnen Lamellen erstellt, die beweglich aneinander angebunden sind. Somit ist eine Robustheit erhöht. Vorzugsweise ist die Abdeckung federbelastet, insbesondere federzugbelastet. Mittels der Feder erfolgt insbesondere eine Belastung der Abdeckung derart bewegt und angeordnet, dass diese, wenn keine sonstige Kraft auf die Abdeckung wirkt, die Erweiterungsschnittstelle abgedeckt. Somit wird bei Demontage des Moduls die Abdeckung automatisch über die Erweiterungsschnittstelle verfahren, sodass diese geschützt ist. Zum Freigeben der Erweiterungsschnittstelle hingegen ist es erforderlich, die Abdeckung entgegen der Federkraft zu bewegen.
-
Beispielsweise ist die Ladesäule stationär ausgestaltet. Hierbei ist die Stromversorgungseinheit zweckmäßigerweise mittels eines Anschlusses an ein Versorgungsnetz oder eines Umrichter bereitgestellt, der an das Versorgungsnetz angeschlossen oder zumindest anschließbar ist. Das Gehäuse der Ladesäule selbst ist im Montagezustand zweckmäßigerweise mit einem Boden starr verbunden. Zum Verbinden weist die Ladesäule zweckmäßigerweise entsprechende mechanische Verbindungselemente auf. Aufgrund der stationären Ausgestaltung ist eine vergleichsweise große Anzahl an Ladevorgängen des Stromspeichers des Elektrofahrzeugs möglich.
-
Besonders bevorzugt jedoch ist die Ladesäule mobil ausgestaltet. Hierbei umfasst die Stromversorgungseinheit zweckmäßigerweise einen elektrischen Energiespeicher und zum Beispiel einen Spannungswandler, beispielsweise ein Umrichter. Besonders bevorzugt jedoch ist die Spannungsversorgungseinheit mittels des elektrischen Energiespeichers gebildet, was Herstellungskosten reduziert. Die mittels des elektrischen Energiespeichers bereitgestellte elektrische Spannung korrespondiert zweckmäßigerweise zu der elektrischen Spannung, mittels derer der Stromspeicher des Elektrofahrzeugs geladen werden soll. Somit sind keine zusätzlichen Bauteile zur Anpassung der elektrischen Spannung erforderlich, was Herstellungskosten reduziert. Beispielsweise ist der elektrische Energiespeicher mittels eines Kondensators, einer Batterie oder einer Kombination hieraus gebildet. Aufgrund der mobilen Ausgestaltung der Ladesäule ist es möglich, diese an unterschiedlichen Orten aufzustellen und somit auf einen aktuellen Bedarf zu reagieren. Somit ist eine Flexibilität erhöht. Dabei ist es möglich, die Module entsprechend des Aufstellungsorts auszutauschen, sodass an unterschiedlichen Orten mittels des aus der mobilen Ladesäule sowie des jeweiligen geschlossenen Moduls gebildeten Ladesäulensystems unterschiedliche Funktionen bereitgestellt werden. Hierbei unterscheiden sich je nach Aufstellungsort die verwendeten Module.
-
Das Ladesäulensystem weist eine Ladesäule zum Laden eines Stromspeichers eines Elektrofahrzeugs auf. Die Ladesäule umfasst ein Gehäuse, an dem außenseitig eine Speisevorrichtung angeordnet ist, die elektrisch mit einer in dem Gehäuse angeordneten Stromversorgungseinheit verbunden ist. Zudem umfasst die Ladesäule eine in dem Gehäuse angeordneten Steuereinheit, und in das Gehäuse ist eine Erweiterungsschnittstelle zum lösbaren Anschluss eines Moduls eingebracht. Das Ladesäulensystem weist ein Modul auf, das lösbar an die Erweiterungsschnittstelle angeschlossen ist. Zweckmäßigerweise weist die Ladesäule mehrere derartige Erweiterungsschnittstellen auf, und das Ladesäulensystem umfasst mehrere Module, die lösbar an die Erweiterungsschnittstellen angeschlossen sind, wobei jeder Erweiterungsschnittstelle jeweils höchstens eines der Module zugeordnet ist, und wobei die Anzahl der Modulen kleiner oder gleich der Anzahl an Erweiterungsschnittstellen ist.
-
Beispielsweise ist das Modul als Wetterstation ausgebildet und umfasst ein Thermometer und/oder ein Barometer. Zum Beispiel umfasst die Wetterstation ein GPS-Empfänger. Bevorzugt umfasst die Wetterstation zusätzlich einen Kommunikationsbaustein, mittels dessen vorzugsweise kabellos, insbesondere mittels Funk, eine Datenverbindung zu einem entfernten Gerät hergestellt werden kann. Somit ist es möglich, über den Kommunikationsbaustein die jeweiligen Wetterdaten an einen entfernt aufgestellten Server zu übertragen. Die Wetterdaten werden dabei mittels des Thermometers bzw. des Barometers erfasst, und mittels des GPS-Empfängers wird die Position der Ladesäule ermittelt, insbesondere sofern die Ladesäule mobil ausgestaltet ist. Der Kommunikationsbaustein erfüllt beispielsweise einen WLAN- oder Mobilfunk-Standard, beispielsweise 3G, UMTS, LTE/4G oder 5G. Zum Beispiel sind das Thermometer, das etwaige Barometer und/oder der GPS-Empfänger sowie der Kommunikationsbaustein mittels eines einzigen Moduls bereitgestellt. Alternativ hierzu sind diese jeweils mittels eines separaten Moduls bereitgestellt, die alle lösbar an jeweils einer zugeordneten Erweiterungsschnittstelle der Ladesäule angeschlossen sind. Aufgrund der separaten Ausgestaltung ist somit eine individuelle Konfiguration der Wetterstation möglich, sodass beispielsweise der GPS-Empfänger weggelassen werden kann.
-
In einer weiteren Alternative ist mittels des Moduls beispielsweise eine Repeater-Funktion für ein Funknetzwerk bereitgestellt, das beispielsweise gemäß einem Mobilfunk-Standard oder einem WLAN-Standard ausgebildet ist. Hierbei umfasst das Modul eine Kommunikationsbaustein, mittels dessen eine Verbindung zu dem jeweiligen Funknetzwerk erfolgt. Ferner weist das Modul oder ein weiteres Modul, das mit dem den Kombinationsbaustein aufweisenden Modul signaltechnisch verbunden ist, insbesondere über die Erweiterungsschnittstellen, einen Repeater auf. Zweckmäßigerweise sind hierbei mehrere weitere Module vorhanden, die jeweils einen Repeater aufweisen. Somit ist eine Skalierbarkeit realisiert.
-
In einer weiteren Alternative wirkt das Modul beispielsweise zur Ausgabe von Audiodaten. Hierfür weist das Modul beispielsweise ein Kommunikationsbaustein auf, mittels dessen die jeweiligen Audiodaten empfangen werden. Das Modul oder ein weiteres Modul, das signaltechnisch mit dem den Kombinationsbaustein aufweisenden Modul verbunden ist, umfasst einen Lautsprecher und zweckmäßigerweise ein Verstärker. Beispielsweise sind mehrere derartige einen Verstärker und Lautsprecher aufweisenden Module vorhanden, sodass ein beschallter Bereichs vergrößert ist.
-
In einer weiteren Alternative dient das Modul beispielsweise der Luftreinigung. Hierbei ist zweckmäßigerweise wiederum das Modul vorhanden, das den Kommunikationsbaustein aufweist. Zudem weist das Modul oder weitere Modulen einen Luftgütemesser auf, mittels dessen die aktuelle Umgebungsluft analysiert wird. Alternativ oder in Kombination hierzu weist ein weiteres Modul oder das gleiche Modul eine Luftreinigungseinheit auf. Mittels dieser werden bei Betrieb insbesondere Schwebstoffe aus der Umgebungsluft gefiltert.
-
Der Kommunikationsbaustein ist insbesondere jeweils gemäß einem WLAN-Standard oder einem Mobilfunk-Standard betrieben, insbesondere 3G, UMTS oder 5G. Geeigneterweise ist mittels jeweils eines Moduls lediglich eine einzige Funktion bereitgestellt, sodass bei den oben genannten Anwendungsfällen jeweils eines der Module stets lediglich den Kommunikationsbaustein aufweist. Der Luftreinigungseinheit, der Luftgütemesser, das Thermometer, ... sind jeweils mittels eines weiteren Moduls bereitgestellt. Somit ist eine vergleichsweise große Anzahl an unterschiedlichen Konfigurationsmöglichkeiten für das Ladesäulensystem vorhanden. So kann beispielsweise das den Kommunikationsbaustein aufweisende Modul, das den Luftgütemesser aufweisende Modul und das den Lautsprecher und den Verstärker aufweisende Modul verwendet. Somit ist es beispielsweise möglich, etwaige Passanten akustisch zu warnen, falls die Luftgüte einen bestimmten Schwellwert unterschreitet. Auch ist in diesem Fall eine Mitteilung an eine entsprechende Stelle über den Kombinationsbaustein möglich.
-
In einer weiteren Alternative weist das Modul ein Photovoltaikmodul auf und ist beispielsweise mittels dessen gebildet. Somit es ist ein Einspeisen von elektrischer Energie in die Ladesäule, vorzugsweise deren Stromversorgungseinheit, möglich. Beispielsweise ist jeder der Erweiterungsschnittstellen jeweils ein Photovoltaikmodul zugeordnet, sodass eine eingespeiste Energiemenge erhöht ist. Zweckmäßigerweise ist jedoch zusätzlich ein Modul vorhanden, das den Kommunikationsbaustein aufweist. Mittels dessen ist somit eine Mitteilung an eine weitere Stelle möglich, wie viele elektrische Energie aktuellen die Ladesäule eingespeist wird.
-
Zusammenfassend ist aufgrund der Module eine Vielzahl an unterschiedlichen Konfigurationen des Ladesäulensystems möglich, insbesondere sofern die Ladesäule mehrere Erweiterungsschnittstellen aufweist. Somit sind eine Flexibilität und ein Einsatzbereich erhöht.
-
Die Erfindung betrifft ferner ein Modul zum lösbaren Anschluss an eine Erweiterungsschnittstelle einer Ladesäule. Das Modul ist hierfür geeignet, insbesondere vorgesehen und eingerichtet. Mittels des Moduls ist insbesondere eine bestimmte Funktion bereitgestellt, wobei zweckmäßigerweise eine Versorgung des Moduls, beispielsweise mittels elektrischer Energie, über die Erweiterungsschnittstelle, also mittels der Ladesäule, erfolgt. Zum Beispiel ist das Modul energiespeicherlos, was Herstellungskosten reduziert. Vorzugsweise umfasst das Modul lediglich einen Zwischenspeicher für elektrische Energie, sodass kurzfristige Stromschwankungen oder dergleichen ausgeglichen werden können. Hierbei ist die Kapazität des Zwischenspeichers zweckmäßigerweise kleiner als 50Ah, 10Ah, 5Ah oder 1Ah, weswegen Herstellungskosten und eine Gewicht reduziert sind.
-
Die im Zusammenhang mit der Ladesäule beschriebenen Vorteile und Weiterbildungen sind sinngemäß auch auf das Ladesäulensystem und das Modul sowie untereinander zu übertragen und umgekehrt.
-
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen:
- 1 schematisch vereinfacht ein Elektrofahrzeug und ein Ladesäulensystem, das eine Ladesäule und ein an einer Erweiterungsschnittstelle der Ladesäule lösbar angeschlossenes Modul aufweist,
- 2 in einer Draufsicht die Ladesäule, die vier Erweiterungsschnittstellen aufweist, von denen drei mittels jeweils einer Abdeckung abgedeckt sind,
- 3 in einer Draufsicht eine der Erweiterungsschnittstellen, und
- 4 eine der Abdeckungen in einer Seitenansicht.
-
Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
-
In 1 ist schematisch vereinfacht ein Elektrofahrzeug 2 in Form eines Personenkraftwagens (Pkw) dargestellt. Das Elektrofahrzeug 2 weist einen Elektromotor 4 auf, mittels dessen zumindest eines oder mehrere von einer Anzahl an Rädern 6 des Kraftfahrzeugs 2 angetrieben ist. Die Räder 6 dienen dem Kontakt des Elektrofahrzeugs 2 zu einem nicht näher dargestellten Boden. Der Elektromotor 4 ist mittels eines Stromspeichers 8 betrieben, der als Hochvoltbatterie ausgebildet ist. Mittels des Stromspeichers 8 wird dabei ein nicht näher dargestellter Umrichter bestromt, mittels dessen der Elektromotor 4 betrieben ist. Mittels des Stromspeichers 8 wird dabei eine elektrische Gleichspannung von 800 V bereitgestellt, die von dem Umrichter in eine Wechselspannung transformiert wird, die an die Leistungsanforderung an der Elektromotor 4 angepasst ist. Das Elektrofahrzeug 2 weist ferner einen elektrischen Stecker 10 auf, der elektrisch mit dem Stromspeichers 8 verbunden ist. Über den Stecker 10 ist es möglich, elektrische Energie in das Elektrokraftfahrzeug 2 einzuspeisen und somit den Stromspeichers 8 zu laden.
-
Ferner ist in 1 ein Ladesäulensystem 12 mit einer Ladesäule 14 gezeigt, die ein im Wesentlichen quaderförmiges Gehäuse 16 aufweist. Das Gehäuse 16 ist aus einem Metall gefertigt und im Montagezustand mittels eines Schutzleiters elektrisch mit Masse verbunden. Ferner ist das Gehäuse 16 mittels nicht näher dargestellter Befestigungen an dem Boden befestigt. Die Ladesäule 14 ist als mobile Ladesäule ausgestaltet. Mit anderen Worten ist es möglich, die Ladesäule 14 abzubauen und zu einem anderen Ort zu transportieren. Hierbei ist es insbesondere lediglich erforderlich, die Anbindung an den Boden zu lösen und beispielsweise die etwaige elektrische Verbindung zu dem Schutzleiter zu trennen.
-
An dem Gehäuse 16 ist außenseitig eine Speisevorrichtung 18 angebunden, die ein Kabel 20 umfasst. Die Speisevorrichtung 18 ist befindet sich an einer seitlichen Wand des Gehäuses 16. An das Kabel 20 ist endseitig ein Ladestecker 22 der Speisevorrichtung 18 angeschlossen, wobei der Ladestecker 20 einen bestimmten Standard erfüllt, insbesondere den von Typ 1 oder 2. Hierbei korrespondiert der Ladestecker 22 zu dem Stecker 10, und es ist möglich, diese lösbar ineinander zu stecken. Das verbleibende Ende des Kabels 20 ist elektrisch mit einem in dem Gehäuse angeordneten Energiespeicher 24 verbunden. Der Energiespeicher 24 ist eine Hochvoltbatterie, mittels derer eine elektrische Gleichspannung von 800 V bereitgestellt ist. Der Energiespeicher 24 bildet eine Stromversorgungseinheit 26 der Ladesäule 14 und ist vollständig innerhalb des Gehäuses 16 angeordnet oder somit geschützt. Bei Einstecken des Ladesteckers 22 in den Stecker 10 des Elektrofahrzeugs 2 wird elektrische Energie von dem Energiespeicher 24 zu dem Stromspeicher 8 transferiert, sodass die Ladesäule 14 dem Laden des Stromspeichers 8 des Elektrofahrzeugs 2 dient.
-
Ferner weist die Ladesäule 14 eine in dem Gehäuse 16 angeordnet Steuereinheit 28 auf. Mittels der Steuereinheit 28 erfolgt eine Einstellung des Energietransfers von der Stromversorgung 26 zu dem Elektrofahrzeug 2, indem ein nicht näher dargestellter Schalter betätigt wird, der zwischen der Stromversorgung 26 und der Speisevorrichtung 18 angeordnet ist. Somit ist eine Verletzung von einer die Speisevorrichtung 18 betätigenden Person ausgeschlossen. Auch wird mittels der Steuereinheit 28 die transferierte Energiemenge protokolliert und gegenüber dem Nutzer des Ladesäulensystems 12 abgerechnet.
-
Die Ladesäule 14 weist ferner insgesamt vier Erweiterungsschnittstellen 30 auf, die in das Gehäuse 16 eingebracht sind, nämlich die Decke des quaderförmigen Gehäuses 16, wie in 2 in einer Draufsicht auf die Ladesäule 14 gezeigt. Die Erweiterungsschnittstellen 30 sind hierbei zueinander baugleich, wobei der Übersicht halber bei einer der Erweiterungsschnittstellen 30 die Konfiguration sowie deren Bestandteile teilweise in 1 nicht dargestellt sind. An jede Erweiterungsschnittstelle 30 ist jeweils ein Modul 32 anschließbar. In dem dargestellten Beispiel ist an einer der Erweiterungsschnittstellen 30 ein Modul 32 angeschlossen. Es ist jedoch möglich, auch an die weiteren Erweiterungsschnittstellen 30 jeweils ein Modul 32 anzuschließen. Hierbei ist die maximale Anzahl der an der Ladesäule 14 angeschlossenen Modul 32 gleich der Anzahl der Erweiterungsschnittstellen 30. Es ist jedoch auch möglich, weniger Module 32 an der Ladesäule 14 anzuschließen. Dabei ist stets jeder der Erweiterungsschnittstellen 30 jeweils höchstens ein einziges Modul 32 zugeordnet. Aufgrund des lösbaren Anschlusses ist es somit möglich, das Modul 32 von der Ladesäule 14 zu demontieren, sodass das Ladesäulensystem 12 lediglich mittels der Ladesäule 14 gebildet ist. Auch ist es möglich, dass Modul 32 durch ein abweichendes Modul zu ersetzen.
-
Die Ladesäule 14 weist ferner vier Abdeckungen 34 auf, wobei jede der Abdeckungen 34 jeweils einer der Erweiterungsschnittstellen 30 zugeordnet sind. Die Abdeckungen 34 dienen dem Abdecken der jeweiligen Erweiterungsschnittstelle 30, wenn kein Modul 32 an dieser angeschlossen ist. Hierfür sind die Abdeckungen 34 bezüglich der jeweiligen Erweiterungsschnittstelle 30 beweglich gelagert, und können somit von dieser entfernt werden. Falls das Modul 32 an einer der Erweiterungsschnittstellen 30 angeschlossen werden soll, ist es somit erforderlich, die zugeordnete Abdeckung 34 bezüglich der Erweiterungsschnittstelle 30 zu bewegen. Mittels der Abdeckung 34 ist die jeweiligen Erweiterungsschnittstelle 30 vor Verunreinigungen und sonstigen Umwelteinflüssen geschützt, falls kein Modul 32 montiert ist.
-
Jede Erweiterungsschnittstelle 30 weist eine Verriegelung 36 auf, die mittels der Steuereinheit 28 betätigt ist. Die Verriegelung 36 umfasst einen elektrisch betätigten Aktor, mittels dessen bei Bestromung eine Verklinkung, mit dem zugeordneten Modul 32 erstellt wird. Falls somit die Verriegelung 36 aktiviert ist, ist ein Lösen des Moduls 32 von der Ladesäule 14 nicht möglich. Erst dann, wenn mittels der Steuereinheit 28 die Verriegelung 36 deaktiviert wurde, kann das Modul 32 von der Ladesäule 14 entfernt werden. Somit ist ein unbefugtes oder unbeabsichtigtes Entfernen des Moduls 32 verhindert.
-
Jede Erweiterungsschnittstelle 30 umfasst ferner eine Kommunikationsschnittstelle 38, die signaltechnisch mit der Steuereinheit 28 verbunden ist. Somit ist ein Datenaustausch zwischen der Steuereinheit 28 und den etwaigen an der Ladesäule 14 angeschlossenen Modulen 32 über die jeweilige Kommunikationsschnittstelle 38 möglich. Somit ist ein Kommunikationssystem geschaffen, das nach dem CAN-Bussystem-Standard arbeitet. Hierbei fungiert die Steuereinheit 28 als Master, und die einzelnen Module 32 bilden jeweils einen Slave. Somit ist das Kommunikationssystem im Wesentlichen unabhängig davon, welche und wie viele Module 32 angeschlossen sind. Diese fungieren nämlich lediglich als Slave, wohingegen mittels der als Master fungierenden Steuereinheit 28 die Kommunikation auf dem Kommunikationssystem vorgegeben wird.
-
Zudem weist jede Erweiterungsschnittstelle 30 eine bidirektional ausgestaltet Stromversorgungsschnittstelle 40 auf. Die Stromversorgungsschnittstelle 40 ist elektrisch mit einem Spannungswandler 42 verbunden, der ein Hochsetzsteller, ein Tiefsetzsteller oder eine Kombination hieraus ist. Zudem weist der Spannungswandler 42 in einer Alternative einen nicht näher dargestellten Umrichter auf. Der Spannungswandler 42 selbst ist elektrisch mit der Stromversorgungseinheit 26, nämlich dem Energiespeicher 24, verbunden. Somit ist die Stromversorgungsschnittstelle 40 elektrisch mit der Stromversorgungseinheit 26 verbunden. Mittels des Spannungswandlers 42 ist es möglich, die an der Stromversorgungsschnittstelle 40 anliegende elektrische Spannung einzustellen, sodass die dort anliegende elektrische Spannung von der mittels des Energiespeichers 24 bereitgestellten elektrischen Spannung abweicht.
-
Der Spannungswandler 42 wird mittels der Steuereinheit 28 eingestellt. Wenn das Modul 32 an der Erweiterungsschnittstelle 30 angeschlossen wird, wird über die Kommunikationsschnittstelle 38 an die Steuereinheit 28 mitgeteilt, welche Versorgungsspannung benötigt ist. Infolgedessen wird mittels der Steuereinheit 28 der Spannungswandler 42 derart angesteuert, dass die gewünschte elektrische Spannung an der Stromversorgungschnittstelle 40 anliegt. Anschließend erfolgt eine Bestromung des Moduls 32 mittels der Stromversorgungseinheit 26. Aufgrund der Stromversorgungsschnittstelle 40 ist somit eine separate Stromversorgung des Moduls 32 nicht erforderlich.
-
Ein nicht näher dargestellten Variante ist das Modul 32 als Photovoltaikmodul ausgestaltet, was über die Kommunikationsschnittstelle 38 auch an die Steuereinheit 28 mitgeteilt. Mittels des Moduls 32 wird elektrische Energie in die Ladesäule 14 eingespeist wird. Aufgrund der bidirektional ausgestalteten Stromversorgungsschnittstelle 40 fließt somit elektrische Energie zu dem Spannungswandler 42, mittels dessen die bereitgestellte elektrische Energie zur Einspeisung in den Energiespeicher 24 geeignet transformiert wird.
-
Jede Erweiterungsschnittstellen 30 umfasst ferner einen Schutzleiter 44, der gegen Masse geführt ist. Somit ist dort stets ein Referenzpotenzial bereit gestellt, und es können Sicherheitsanforderungen erfüllt werden.
-
Bei einer nicht näher dargestellten Variante sind insgesamt vier Module 32 montiert, wobei mittels eines der Module 32 ein Thermometer, mittels eines weiteren der Module 32 ein Barometer, mittels eines weiteren der Module 32 ein GPS-Empfänger und mittels des letzten der Module 32 ein Kommunikationsbaustein gebildet ist. Hierbei ist aufgrund der Kommunikationsschnittstellen 38 eine Kommunikation der einzelnen Module 32 untereinander möglich, und mittels des Kommunikationsbausteins werden die mittels der weiteren Module 32 erfassten Daten an einen entfernt gelegenen Empfänger übermittelt. In einer weiteren Alternative sind zumindest zwei oder mehr Module 32 vorhanden, wobei eines der Module 32 wiederum den Kommunikationsbaustein bildet. Die weiteren Modulen 32 sind Repeater für ein Funknetzwerk, das beispielsweise gemäß einem WLAN-Standard oder einem Mobilfunk-Standard arbeitet. Hierbei werden mittels des Kommunikationsbausteins die zur Erweiterung des Funknetzwerks erforderlichen Daten von einem weiteren Kommunikationsteilnehmer empfangen bzw. zu diesen gesandt. Somit erfolgt mittels des Ladesäulensystems 12 eine lokale Verstärkung eines entsprechenden Funknetzes.
-
In einer weiteren Alternative ist wiederum mittels eines der Module 32 der Kombinationsbaustein gebildet, wohingegen der oder die weiteren Module 32 jeweils mittels eines Lautsprechers und eines Verstärkers gebildet sind. Somit ist es möglich, beispielsweise bei Großveranstaltungen, einen Raumbereich zu beschallen oder Durchsagen durchzuführen. Bei einer weiteren Alternative ist zweckmäßigerweise ebenfalls eines der Module 32 als Kommunikationsbaustein ausgebildet. Ein weiteres der Module 32 ist als Luftgütemesser und ein weiterer als Luftreinigungseinheit ausgestaltet. Somit ist es möglich, zunächst zu überprüfen, ob Gefahrstoffe in der Umgebungsluft sind, und diese gegebenenfalls herauszufiltern. Hierbei erfolgt beispielsweise die Aktivierung der Luftreinigungseinheit in Abhängigkeit eines entsprechenden mittels des Kommunikationsbausteins empfangenen Signals. In einer weiteren Alternative sind die Module 32 als Photovoltaikmodule ausgestaltet, sodass ein Aufladen des Energiespeichers 24 erfolgt.
-
In 3 ist in einer Draufsicht eine der Erweiterungsschnittstellen 30 gezeigt, die mit der jeweils zugeordneten Abdeckung 34 abdeckbar ist, die bezüglich der Erweiterungsschnittstelle 30 beweglich gelagert ist. Hierfür weist die Abdeckung 34 ein Flächengebilde 46 auf, das entlang zweier zueinander paralleler Führungsschienen 48 geführt ist. Zwischen den beiden Führungsschienen 48 befindet sich die Erweiterungsschnittstelle 30. Der Schutzleiter 44 ist mittels eines parallel zu den Führungsschienen 48 verlaufenden Anschlusses gebildet, der in dieser Richtung entlang der vollständigen Längen der Erweiterungsschnittstelle 30 reicht und eine seitliche Begrenzung der Erweiterungsschnittstelle 30 bildet. Spiegelsymmetrisch hierzu ist ein erster Anschluss 50 der Stromversorgungsschnittstelle 40 angeordnet, der somit die Begrenzung der Erweiterungsschnittstelle 30 auf der gegenüberliegenden Seite bildet, und der parallel zur den Führungsschienen 48 angeordnet ist. Der erste Anschluss 40 ist elektrisch mit Masse kontaktiert, die mittels des Spannungswandlers 42 bereitgestellt ist. Der Stromversorgungschnittstelle 40 weist ferner einen zweite Anschluss 52 auf, der parallel zum ersten Anschluss 50 angeordnet ist, der jedoch weniger als die Hälfte dessen Ausdehnung entlang des Verlaufs aufweist. Der zweite Anschluss 42 ist ebenfalls mit dem Spannungswandler 42 elektrisch kontaktiert, und bei Betrieb herrschte zwischen dem ersten Anschluss 15 und dem zweiten Anschluss 42 eine elektrische Potentialdifferenz.
-
Benachbart zu dem zweiten Anschluss 52 ist die Kommunikationsschnittstelle 38 angeordnet, die einen dritten Anschluss54 und einen vierten Anschluss 56 aufweist und mittels dieser gebildet ist. Der dritte und der vierte Anschluss 54, 56 sind ebenfalls parallel zu den Führungsschienen 48 angeordnet und weisen im Wesentlichen die gleiche Ausdehnung wie der zweite Anschluss 52 auf. Der zweite Anschluss 52, der dritte Anschluss 54 und der vierte Anschluss 56 sind zueinander deckungsgleich angeordnet sowie zueinander sowie zu dem ersten Anschluss 50 als auch zu dem Schutzleiter 44 elektrisch isoliert. Zwischen dem ersten Anschluss 50 und dem Schutzleiter 44 ist ferner die Verriegelung 36 positioniert, die sich somit endseitig des zweiten, dritten undvierten Anschlusses 20, 54, 56 befindet.
-
Bei Anschluss des Moduls 32 an die Erweiterungsschnittstelle 30 wird das Flächengebilde 46 bezüglich der Erweiterungsschnittstelle 30 verschoben, sodass zunächst der erste Anschluss 50 sowie der Schutzleiter 44 teilweise freigegeben werden. Dabei wird das Flächengebilde 46 mittels des Moduls 32 wegbewegt, und es erfolgt bereits eine elektrische Kontaktierung des ersten Anschlusses 50 sowie des Schutzleiters 44. Infolgedessen ist an dem Modul 32 ein definiertes elektrisches Potential vorhanden, und etwaige elektrische Aufladungen werden abgebaut. Somit ist eine Sicherheit erhöht. Bei einem weiteren Einschieben des Moduls 32 erfolgt eine elektrische Kontaktierung des zweiten Anschlusses 52 sowie eine signaltechnischen Kontaktierung des dritten und vierten Anschlusses 54, 56. Sobald das Modul 32 vollständig angeschlossen, also eingeschoben, ist, wird mittels der Steuereinheit 28 die Verriegelung 36 betätigt, und über die Kommunikationsschnittstelle 38 erfolgt die Mitteilung der benötigten elektrischen Spannung sowie der benötigten elektrischen Leistung. In Abhängigkeit hiervon wird mittels der Steuereinheit 28 der Spannungswandler 42 entsprechend eingestellt.
-
Bei Demontage des Moduls 32 wird zunächst ein entsprechendes Signal zur Ladesäule 14 übermittelt, beispielsweise über ein nicht näher dargestelltes Webinterface, ein Backend, oder einen Schalter. Im Anschluss hieran wird mittels der Steuereinheit 28 der Spannungswandler 42 abgeschaltet und somit die Spannungsversorgung für das Modul 32. Im Anschluss hieran wird die Verriegelung 36 betätigt, sodass das Modul 32 nicht mehr mechanisch an der Ladesäule 14 gehalten ist. Nachfolgend kann das Modul 32 manuell entfernt werden. Wenn dies erfolgt ist, wird das Flächengebilde 46 der Abdeckung 34 erneut über die Erweiterungsschnittstelle 30 verfahren, sodass diese geschützt ist.
-
In 4 ist ausschnittsweise in einer seitlichen Schnittdarstellung eine der Abdeckungen 34 gezeigt. Die Abdeckung 34 weist das Flächengebilde 46 auf, das auf eine Rolle 58 zumindest teilweise aufgewickelt ist. Das Flächengebilde 46 ist mittels eines elastischen Stoffs oder mehrerer zueinander parallel angeordneter und verschwenkbar Lamellen gebildet. Die Rolle 58 ist federbelastet, sodass bei nicht festgehaltenem Flächengebilde 46 dieses von der Rolle 58 abgewickelt wird. Somit wird dieses dann, wenn das Modul 32 nicht vorhanden ist, entlang der Führungsschienen 48 bewegt. In einer nicht näher dargestellten Ausführungsform sind entlang der Führungsschienen 48 Federn angeordnet, mittels derer das Flächengebilde 46 entlang der Führungsschienen 48 von der Rolle 58 abgewickelt wird, sofern keine entsprechende Gegenkraft auf das Flächengebilde 46, die mittels des Moduls 32 oder bei Montage des Moduls 32 ausgeübt wird, vorhanden ist.
-
Die Erfindung ist nicht auf das vorstehend beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt. Vielmehr können auch andere Varianten der Erfindung von dem Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Gegenstand der Erfindung zu verlassen. Insbesondere sind ferner alle im Zusammenhang mit dem Ausführungsbeispiel beschriebenen Einzelmerkmale auch auf andere Weise miteinander kombinierbar, ohne den Gegenstand der Erfindung zu verlassen.
-
Bezugszeichenliste
-
- 2
- Elektrofahrzeug
- 4
- Elektromotor
- 6
- Rad
- 8
- Stromspeicher
- 10
- Stecker
- 12
- Ladesäulensystem
- 14
- Ladesäule
- 16
- Gehäuse
- 18
- Speisevorrichtung
- 20
- Kabel
- 22
- Ladestecker
- 24
- Energiespeicher
- 26
- Stromversorgungseinheit
- 28
- Steuereinheit
- 30
- Erweiterungsschnittstelle
- 32
- Modul
- 34
- Abdeckung
- 36
- Verriegelung
- 38
- Kommunikationsschnittstelle
- 40
- Stromversorgungsschnittstelle
- 42
- Spannungswandler
- 44
- Schutzleiter
- 46
- Flächengebilde
- 48
- Führungsschiene
- 50
- erster Anschluss
- 52
- zweiter Anschluss
- 54
- dritter Anschluss
- 56
- vierter Anschluss
- 58
- Rolle
-
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
-