DE102009001082A1

DE102009001082A1 - Ladestation mit einer Zweiradhaltevorrichtung

Info

Publication number: DE102009001082A1
Application number: DE102009001082A
Authority: DE
Inventors: Klaus Voigtlaender; Peter Kimmich
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2009-02-23
Filing date: 2009-02-23
Publication date: 2010-08-26
Also published as: WO2010094519A2; EP2398669A2; WO2010094519A3

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Ladestation zum Aufladen einer batterieähnlichen Stromspeichervorrichtung eines Elektroantriebes eines Zweirades, wie einem Elektrofahrrad, mit einer Stromübertragungseinrichtung, die zum Aufladen der Stromspeichervorrichtung mit dieser verbindbar ist, wobei eine Zweiradhaltevorrichtung zum Verhindern des Umfallens oder Entfernens des Zweirades während eines Ladevorganges an der Ladestation angebracht ist.

Description

Stand der Technik
Die Erfindung betrifft eine Ladestation zum Aufladen einer batterieähnlichen Stromspeichervorrichtung eines Elektroantriebes eines Zweirades, wie einem Elektrofahrrad, mit einer Stromübertragungseinrichtung, die zum Aufladen der Stromspeichervorrichtung mit dieser verbindbar ist.
Aus dem Stand der Technik sind bereits zahlreiche Zweiräder bekannt, die mit Muskelkraft betrieben werden. Solche Zweiräder werden allgemein als Fahrräder bezeichnet.
Um den Nutzer des Fahrrades zu unterstützen, so dass er weniger Muskelkraft aufbringen muss und sich weniger anstrengen muss, ist es bekannt, Unterstützungsmotoren an solchen Fahrrädern anzubringen. Dabei sind einerseits verbrennungsmotorisch arbeitende Unterstützungsmotoren, als auch elektromotorisch arbeitende Unterstützungsmotoren, bekannt.
Die Stromversorgung elektromotorisch arbeitender Unterstützungsmotoren wird im Regelfall durch Batterien gewährleistet, die jedoch nach einer gewissen Zeit wieder aufgeladen werden müssen.
Solche Fahrräder mit einem elektromotorischen Unterstützungsantrieb werden auch als E-Bikes oder Elektrofahrräder bezeichnet.
Die Reichweite solcher Elektrofahrräder beträgt pro Ladung etwa 20 km bis 100 km, wobei eine maximale Geschwindigkeit von 25 km/h bis 60 km/h erreichbar ist.
Bisher gibt es zwei Möglichkeiten, die Fahrräder mit elektromotorischem Antrieb und deren Batterien wieder mit Strom zu versorgen. So ist es in Europa üblich, die Elektrofahrräder in der Garage oder im Keller an einem Ladegerät mit einer hauseigenen 230 Volt-Stromversorgung zu verkoppeln. In Asien, insbesondere in China, wird das Elektrofahrrad hingegen außerhalb des Hauses abgestellt, wobei allerdings die Batterie ausgebaut wird und separat vom Elektrofahrrad innerhalb der Wohnung aufgeladen wird.
Die in Europa übliche Variante des Aufladens in der eigenen Garage oder im Keller ist jedoch unpraktikabel, wenn die Stromspeichervorrichtung des Fahrrades an öffentlichen Plätzen, wie etwa an Bahnhöfen, Flughäfen oder sonstigen Plätzen aufgeladen werden soll. Einerseits zeigt sich hier das Problem des Diebstahls und andererseits das Problem der Abrechnungsmodalitäten, da vom Nutzer ein Entgelt für den genutzten Strom entrichtet werden muss. Der verbrauchte Strom muss einem Verbraucher auch in persona zugeordnet werden können.
Auch die in Asien übliche Variante des Batterieausbaus hat einen Nachteil. So muss die schwere Stromspeichervorrichtung, wie ein Akkumulator oder eine Batterie, kraftaufwändig und umständlich ausgebaut und transportiert werden, damit sie an geeigneter Stelle aufladbar ist.
Aus der JP 2004-112852 ist eine Ladestation bekannt, an der ein Elektrofahrrad über eine Kabelverbindung aufgeladen werden kann.
Ständer, die elektrisch betätigbar sind, sind ferner aus der CN 200977954 bekannt. Auch sind zahlreiche Elektrofahrräder bekannt, insbesondere Stromversorgungseinrichtungen für solche Elektrofahrräder, wie etwa aus der DE 20 2007 006 211 U1 .
Offenbarung der Erfindung
Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass eine Zweiradhaltevorrichtung zum Verhindern des Umfallens oder Entfernens des Zweirades während eines Ladevorganges an der Ladestation angebracht ist. In einer solchen Zweiradhaltevorrichtung, die erdparallel oder gekippt zu einer Horizontalausrichtung angebracht sein kann, wird das Fahrrad, welches mit Strom versorgt werden soll, festgehalten. Durch die Zweiradhaltevorrichtung wird entweder der Rahmen oder das Hinterrad sicher umfasst und kann abschließbar ausgestaltet sein. Auf diese Weise ist eine sichere Verbindung des Ladegerätes mit der Stromspeichervorrichtung des Zweirades mit Elektroantrieb, etwa eines Elektrofahrrades, möglich. Weder das Elektrozweirad wird durch ein etwaiges Umfallen beschädigt, noch die Ladestation, die vorzugsweise ortsfest angebracht ist. Auch ist verhindert, dass unbeabsichtigt, etwa durch Bewegung des Zweirades bei einem eventuellen Be- oder Entladen die Stromversorgung unterbrochen wird.
Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen beansprucht und werden nachfolgend näher erläutert.
So ist es von Vorteil, wenn Mittel vorhanden sind, die ausgebildet sind, aufgrund der Eingabe personenbezogener Daten, das Fahrrad mit der Ladestation zu verriegeln und den Ladevorgang zu starten. Solche personenbezogenen Daten lassen sich entweder durch EC-Karten, Kreditkarten, Ausweisdokumente, wie Personalausweise und Reisepässe und/oder durch Daten auf SIM-Cards von Mobilfunktelefonen übertragen. Entsprechende Lese- und/oder Übertragungseinrichtungen sind Realisationsformen solcher Mittel. Stellt ein Nutzer beispielsweise sein Elektrofahrrad nach Eingabe seiner personenbezogenen Daten in die Zweiradhaltevorrichtung und verbindet die Stromübertragungseinrichtung mit der Stromspeichervorrichtung, so wird das Fahrrad über die Stromübertragungseinrichtung fest mit dem Ladegerät verbunden, wobei erst dann die Stromzufuhr erfolgt. Für den Provider des Ladegerätes wird die Abrechnung der zugeführten Strommenge ermöglicht. Gleichzeitig ist das Entfernen der Stromübertragungseinrichtung vom Fahrrad und das Entfernen des Fahrrades von der Ladestation wirkungsvoll verhindert. Dritte können somit weder das Elektrofahrrad entwenden, noch können sie Strom auf Kosten des Nutzers des Elektrofahrrades entnehmen.
Um den Lade- und Absperrvorgang möglichst einfach zu gestalten und die Notwendigkeit des Mitführens eines separaten Schlosses zu verhindern, ist es von Vorteil, wenn die Stromübertragungseinrichtung in die Zweiradhaltevorrichtung integriert ist.
Wenn die Zweiradhaltevorrichtung absperrbar ausgestaltet ist, wird auf besonders einfache Weise die Sicherheit der Kombination aus Ladestation und Elektrozweirad gesichert. Zum Absperren bietet sich die Eingabe der personenbezogenen Daten, das Nutzen einer Zahlenkombination, wie etwa einer PIN und/oder einer TAN an. Zum Entriegeln und Aufsperren der Zweiradhaltevorrichtung wird wiederum die Eingabe personenbezogener Daten und/oder PINs und TANs vorgehalten.
Das Verbinden der Ladestation mit der Stromspeichervorrichtung wird besonders einfach gestaltet, wenn die Stromübertragungseinrichtung als ein Kabel mit einem Stecker an einem Ende ausgebildet ist. Um das Verriegeln zu gewährleisten, ist es eine denkbare Möglichkeit, dass ein Zapfen automatisch in eine einen Formschluss ermöglichende Ausnehmung eingreift. Die Ausnehmung ist dann vorzugsweise zweiradseitig angebracht, wohingegen der Bolzen an der Stromübertragungseinrichtung der Ladestation angebracht ist, insbesondere im Bereich des Steckers.
Eine weitere Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, dass die Stromübertragungseinrichtung zum induktiven Stromübertragen an die Stromspeichervorrichtung ausgebildet ist. Durch das Vorhalten einer solch induktiv fungierenden Stromübertragung werden Lichtbogeneffekte vermieden. Auch erhöht sich die Bedienerfreundlichkeit.
Um die induktive Stromübertragung besonders einfach zu ermöglichen, ist es von Vorteil, wenn die Stromübertragungseinrichtung zumindest eine induktiv wirkende Klammer aufweist. Diese Klammer ist auch als induktiver Ring ausbildbar.
Wenn die Klammer einen Stromaufnahmebereich der Stromspeichervorrichtung umgibt, so ist ein verlustfreies Übertragen von Elektrizität von der Ladestation zu der Stromspeichervorrichtung möglich.
Es ist ferner von besonderem Vorteil, wenn die Klammer zweiradfest angebracht ist und/oder wenn die Klammer ein nicht-metallisches Einkoppelstück, wie einen Ferrit in einem Kunststoffmantel, umfasst. Auf diese Weise wird die magnetische Kopplung berücksichtigt.
Wenn die Stromübertragungseinrichtung an oder mit dem Fahrrad verriegelbar ausgebildet ist, wird ein ungewolltes Entfernen des Fahrrades oder ein Entwenden von Strom auf Kosten des Elektrozweiradnutzers verhindert.
Die Erfindung wird nachfolgend mit Hilfe einer Zeichnung näher erläutert.
Es zeigen:
1 ein Elektrofahrrad in einer erfindungsgemäßen Ladestation, wobei das Elektrofahrrad in einer horizontal ausgerichteten Zweiradhaltevorrichtung angebracht ist,
2 das Elektrofahrrad aus 1 in schematischer Ansicht, wobei das Elektrofahrrad in einer gekippt angeordneten Zweiradhaltevorrichtung der Ladestation angebracht ist,
3 eine schematische Ansicht einer erfindungsgemäßen Ladestation einer dritten Ausführungsform mit zum Laden daran horizontal angeordnetem Elektromotorroller,
4 eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Ladestation, die über einen induktiv wirkenden Ring Strom auf ein horizontal angeordnetes Elektrofahrrad überträgt,
5 ein gekippt angeordnetes Elektrofahrrad, das in einer erfindungsgemäßen Ladestation durch eine induktiv wirkende Stromübertragungseinrichtung geladen wird und
6 die erfindungsgemäße Ladestation aus 4 mit einem zum Laden daran angeordneten Elektromotorroller.
Die Figuren sind lediglich schematischer Natur und dienen nur dem Verständnis der Erfindung. Für die gleichen Elemente sind dieselben Bezugszeichen verwendet worden.
1 zeigt eine Ladestation 1 mit einer Zweiradhaltevorrichtung 2. Die Zweiradhaltevorrichtung 2 kann schienenartig ausgestaltet sein, wobei der Bereich, in dem ein Vorderrad 3 eines Elektrofahrrades 4 angeordnet ist, sich am Ende nach oben neigt, um einen Widerstand gegen ein nach vorne Rollen des Elektrofahrrades 4 zu bieten.
Das in 1 dargestellte Elektrofahrrad 4 weist einen Elektroantrieb 5 auf. Der Elektroantrieb 5 wird über eine Stromspeichervorrichtung 6 mit elektrischem Strom versorgt. Die Stromspeichervorrichtung 6 ist dabei bspw. als Batterie ausgebildet, insbesondere als bleihaltiger Akkumulator.
Die Stromspeichervorrichtung 6 ist durch elektrischen Strom wieder aufladbar und umfasst die dazu notwendigen Gleichrichter und Anschlussmodule sowie Stromwandelungsmodule.
Die Ladestation 1 weist ferner eine Stromübertragungseinrichtung 7 auf.
In dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel weist die Stromübertragungseinrichtung, die als Kabel ausgebildet ist, einen Stecker 8 auf, der stromübertragend mit der Stromspeichervorrichtung in Eingriff gelangt. Dadurch wird Strom von der Ladestation 1 zur Stromspeichervorrichtung 6 übertragbar. An einer nicht dargestellten Lesestation werden die Daten einer EC-Karte oder einer Kreditkarte gelesen, um nachfolgend den Stromfluss von der Ladestation 1 an die Stromspeichervorrichtung 6 freizugeben. Gleichzeitig wird dabei auch der Stecker 8 mit einem Gegensteckbereich an der Stromspeichervorrichtung 6 verriegelt. Dazu fährt bspw. ein Bolzen in eine Ausnehmung formschlüssig ein.
Statt oder zusätzich zu den Daten einer EC-Karte oder Kreditkarte können auch PINs und TANs oder Mobilfunkdaten genutzt werden.
Zum Beenden des Ladevorgangs und/oder zum Freigeben des Elektrofahrrades, werden erneut personengebundene Daten, wie EC-Kartendaten, Kreditkartendaten, Personalausweisdaten, Reisepassdaten, Mobilfunkdaten und/oder PINs und TANs an einer entsprechenden Interface-Station in die Ladestation 1 eingegeben. Dadurch wird der Ladevorgang beendet und der Bolzen fährt wieder in den Stecker zurück, wodurch die Stromübertragungseinrichtung 7 von der Stromspeichervorrichtung 6 abgetrennt werden kann.
In 2 ist ein Elektrofahrrad 4 in einer gekippt angeordneten Zweiradhaltevorrichtung 2, einer Variante der in 1 dargestellten Ladestation 1, dargestellt. Das ladestationsferne Ende der Stromübertragungseinrichtung 7 kann dabei auch so ausgebildet sein, dass es dem gekippt angeordneten Elektrofahrrad 4 eine höhere Stabilität gegen Umfallen oder ungewolltes Entfernen gibt. Auf diese Weise lassen sich auf einer vorgegebenen Fläche mehr Ladestationen vorhalten und mehr Elektrofahrräder mit Strom versorgen.
In 3 ist das Laden eines mit einem Elektromotor versehenen Motorrollers dargestellt. Es wird daher offensichtlich, dass die Ladestation auch für das Aufladen anderer elektromotorisch angetriebener Zweiräder genutzt werden kann und dies im Schutzbereich zu berücksichtigen ist.
Ein solcher Motorroller ist mit dem Bezugszeichen 9 versehen. Das Zusammenwirken eines Steckers 8 mit einer Stromspeichervorrichtung 6 ist nicht dargestellt, da dazu erst der Sitz des Motorrollers 9 angehoben werden muss. Die Darstellung aus 3 ist daher die Visualisierung des Motorrollers 9 kurz vor dem Anschließen der Stromübertragungseinrichtung 7 an die Stromspeichervorrichtung 6 des Motorrollers 9.
In 4 ist eine weitere Ladestation 1 dargestellt, in deren Zweiradhaltevorrichtung 2 ein Elektrofahrrad 4 angeordnet ist. Am Ende der Stromübertragungseinrichtung 7 ist eine induktiv wirkende Klammer 10 ausgebildet, die im dargestellten Ausführungsbeispiel als Ring 11 ausgestaltet ist. Über diesen Ring 11 wird induktiv Strom an die Stromspeichervorrichtung 6 übertragen. Zum Schließen des Ringes 11 wird ein Einkoppelstück verwendet, das aus Ferrit in einem Kunststoffmantel besteht. Es ist auch möglich, mehr als nur einen Ring zu verwenden, insbesondere zwei oder drei Ringe.
Wie auch in 5 dargestellt, ist es bei der Verwendung dieser induktiv wirkenden Klammer 10 auch möglich, die Zweiradhaltevorrichtung 2 gekippt anzuordnen, um eine größere Platzausnutzung zu erreichen.
Die Nutzung dieser erfindungsgemäßen Ladestation 1 mit einer induktiv wirkenden Klammer 10, siehe etwa auch 4, in Zusammenhang mit einem schwereren motorgetriebenen Zweirad, wie einem Motorroller 9, ist in 6 dargestellt. Für die Nutzung mit einem Motorroller 9 muss die Zweiradhaltevorrichtung 2 lediglich eine ausreichende Stabilität und Breite aufweisen.
Zum Erreichen des Ladens eines Elekrofahrrades 4 oder eines Motorrollers 9 mit Elektroantrieb, wird das Elektrofahrrad 4 oder der Motorroller 9 auf die Zweiradhaltevorrichtung 2 gestellt, die Stromübertragungseinrichtung 7 über die Klammer 10 mit der Stromspeichervorrichtung 6 gekoppelt und durch Eingabe personenbezogener Daten, wie schon bzgl. der 1 bis 3 erläutert, wird ein Verriegeln der Klammer 10 erreicht, wodurch einerseits der Ladevorgang gestartet wird und andererseits ein Entfernen des die Stromspeichervorrichtung 6 beinhaltenden Zweirades verhindert ist.
Nach Eingabe weiterer personenbezogener Daten wird die Verriegelung gelöst und der Ladevorgang beendet, so nicht der Ladevorgang schon vorher aufgrund des Füllstandes der Stromspeichervorrichtung 6 oder einer vorgewählten Maximalbefüllung, die Stromübertragung beendet wurde.
Diese zweite Eingabe personenbezogener Daten dient dann lediglich zur Freigabe des Zweirades.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- JP 2004-112852 [0010]
- CN 200977954 [0011]
- DE 202007006211 U1 [0011]

Claims

Ladestation (1) zum Aufladen einer batterieähnlichen Stromspeichervorrichtung (6) eines Elektroantriebes (5) eines Zweirades wie einem Elektrofahrrad (4), mit einer Stromübertragungseinrichtung (7), die zum Aufladen der Stromspeichervorrichtung (6) mit dieser verbindbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine Zweiradhaltevorrichtung (2) zum Verhindern des Umfallens oder Entfernens des Zweirades während eines Ladevorganges an der Ladestation (1) angebracht ist.
Ladestation (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel vorhanden sind, die ausgebildet sind, aufgrund der Eingabe personenbezogener Daten, das Zweirad mit der Ladestation (1) zu verriegeln und den Ladevorgang zu starten.
Ladestation (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Stromübertragungseinrichtung (7) in die Zweiradhaltevorrichtung (2) integriert ist.
Ladestation (1) nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Zweiradhaltevorrichtung (2) absperrbar ausgestaltet ist.
Ladestation (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Stromübertragungseinrichtung (7) als ein Kabel mit einem Stecker (8) an einem Ende ausgebildet ist.
Ladestation (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Stromübertragungseinrichtung (7) zum induktiven Stromübertragen an die Stromspeichervorrichtung (6) ausgebildet ist.
Ladestation (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Stromübertragungseinrichtung (7) zumindest eine induktiv wirkende Klammer (10) aufweist.
Ladestation (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Klammer (10) einen Stromaufnahmebereich der Stromspeichervorrichtung (6) umgibt.
Ladestation (1) nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Klammer (10) zweiradfest angebracht ist und/oder dass die Klammer (10) ein nicht-metallisches Einkoppelstück, wie einen Ferrit in einem Kunststoffmantel, umfasst.
Ladestation (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Stromübertragungseinrichtung (7) an oder mit dem Zweirad verriegelbar ausgebildet ist.