DE102010053072A1 - Verbindungsvorrichtung sowie Verfahren zum Begrenzen eines maximalen elektrischen Stroms - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Verbindungsvorrichtung (1) zum elektrischen Verbinden einer Ladestation (2) mit einem Ladekabel (3) eines Kraftwagens, welche eine Satellitenvorrichtung (4) und ein Verbindungskabel (5) umfasst, wobei das Verbindungskabel (5) an seinem einen Ende mit der Satellitenvorrichtung (4) elektrisch verbunden ist und an seinem anderen Ende mit der Ladestation (2) verbindbar (8) ist und wobei die Satellitenvorrichtung (4) ein Steckverbindungselement (6) umfasst, welches mit dem Ladekabel (3) steckverbindbar ist, und eine Schaltungsanordnung (9) umfasst, welche dazu ausgebildet ist, Daten betreffend eine Eigenschaft des Ladekabels (3) zu ermitteln. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Begrenzen eines maximalen elektrischen Stroms durch eine solche Verbindungsvorrichtung (1).
Description
- Die Erfindung betrifft eine Verbindungsvorrichtung zum elektrischen Verbinden einer Ladestation mit einem Ladekabel eines Kraftwagens. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Begrenzen eines maximalen elektrischen Stroms durch eine solche Verbindungsvorrichtung und durch ein mit ihr elektrisch verbundenes Ladekabel.
- Elektromotorisch betriebene Kraftwägen enthalten häufig Batterien, für die eine geeignete Ladeinfrastruktur bereit gestellt werden muss. Am Kraftwagen ist eine Steckdose vorgesehen, welche über ein Fahrzeugladekabel mit einer externen Ladestation verbunden werden kann. In der Regel findet hierbei eine direkte Verbindung zwischen der Ladestation und dem Kraftwagen statt. Nach derzeitiger Norm ist ein Verlängerungskabel innerhalb der Ladeleitung nicht erwünscht. Deshalb ist eine mechanische Kodierung vorgeschrieben, die eine Verwendung von zwei Ladekabeln im Sinne einer Verlängerung verhindert (Normen: IEC CDV 61851, IEC CD 62196). Diese Vorschriften finden insbesondere auf den Lademodus MOD 3 (IEC 61851) Anwendung.
- Ladestationen sind aufgrund ihrer örtlich festen Installation hinsichtlich ihrer Kopplung an Kraftwägen zum Zwecke der Nachladung sehr unflexibel. Einem Kraftwagen muss abhängig von der Positionierung seiner Ladesteckdosen ein Ladekabel geeigneter Länge beigelegt sein. Zudem müssen mit dem Ladekabel aus Sicht des Anwenders möglichst viele denkbare Parksituationen abgedeckt werden können, da die relative Anordnung und Entfernung der Ladestation zur Ladesteckdose am Fahrzeug stark variieren kann. Dies führt zu entsprechend langen und unhandlichen Ladekabeln, obwohl in der überwiegenden Zahl der Fälle ein handliches Ladekabel ausreichend wäre.
- Es ist Aufgabe der Erfindung, über eine Vorrichtung und ein geeignetes Verfahren sicherzustellen, dass sich ein Kraftwagen in einer Vielzahl von Relativpositionen zu einer Ladestation zuverlässig, unkompliziert und sicher laden lässt.
- Diese Aufgabe wird durch eine Verbindungsvorrichtung, welche die Merkmale des Patentanspruchs 1 aufweist, sowie ein Verfahren, welches die Merkmale des Patentanspruchs 9 aufweist, gelöst.
- Eine erfindungsgemäße Verbindungsvorrichtung dient zum elektrischen Verbinden einer Ladestation mit einem Ladekabel eines Kraftwagens. Sie umfasst eine Satellitenvorrichtung und ein Verbindungskabel. Das Verbindungskabel ist hierbei an seinem einen Ende mit der Satellitenvorrichtung elektrisch verbunden und an seinem anderen Ende mit der Ladestation verbindbar. Die Satellitenvorrichtung umfasst ein Steckverbindungselement, welches mit dem Ladekabel des Kraftwagens steckverbindbar ist und eine Schaltungsanordnung, welche dazu ausgebildet ist, Daten betreffend eine Eigenschaft des Ladekabels zu ermitteln. Alle benötigten Sicherheitsfunktionen sind so in der Satellitenvorrichtung bereitgestellt bzw. im Hinblick auf die Ladestationsfunktionalität abgebildet. Wesentliche Merkmale einer großen und sperrigen Ladestation werden so durch die Satellitenvorrichtung und das zwischen der Ladestation und der Satellitenvorrichtung verlaufende Verbindungskabel örtlich verlagert. Eine variable und sehr flexible Anordenbarkeit der Satellitenvorrichtung, insbesondere gegenüber einem Kraftwagen, ist die Folge. Es wird hierbei keinerlei Funktionalität eingebüßt.
- Vorzugsweise ist die Schaltungsanordnung dazu ausgebildet, Daten betreffend die maximale elektrische Stromtragfähigkeit des Ladekabels zu ermitteln. Insbesondere kann die Satellitenvorrichtung die so ermittelten Daten unverändert an die Ladestation weitergeben. Es besteht damit hinsichtlich der Funktionalität praktisch kein Unterschied, ob das Ladekabel direkt an die Ladestation oder an die Satellitenvorrichtung angeschlossen ist. Durch die Ermittlung der maximalen elektrischen Stromtragfähigkeit kann der maximal von der Ladestation zur Verfügung gestellte Strom sehr gut auf das Ensemble aus Verbindungsvorrichtung und Ladekabel abgestimmt werden.
- Die Satellitenvorrichtung ist insbesondere mobil ausgebildet, so dass sich für eine Bedienperson insgesamt die Handhabung der Ladeinfrastruktur verbessert und zu überbrückende Laufwege verkürzt werden. Gleichzeitig werden die laut Norm vorgeschriebenen Funktionen und Sicherheitsanforderungen beibehalten. Die Länge des Ladekabels kann kurz gehalten werden. Ein kurzes Ladekabel lässt sich sehr gut handhaben, besitzt ein geringes Gewicht, ist weniger stark Verschmutzungen ausgesetzt und gefährdet Fußgänger durch überschüssige Kabellänge nicht unnötig. Dadurch, dass die Satellitenvorrichtung die wesentlichen Sicherheitsfunktionalitäten der an sie angeschlossenen Ladestation übernimmt, reduziert sich gegebenenfalls die Anzahl erforderlicher, intelligenter und teurer Ladestationen. Die Verbindungsvorrichtung gewährleistet ferner eine einfache, unkomplizierte und variabel Zugänglichkeit zur Ladestation und ermöglicht eine Ankopplung eines Kraftwagens in vielen verschiedenen Parksituationen und unterschiedlichsten Parkräumen.
- Vorzugsweise umfasst die Satellitenvorrichtung ein elektrisches Widerstandsbauelement, dessen elektrischer Widerstand die maximale elektrische Stromtragfähigkeit der Verbindungsvorrichtung und/oder des Verbindungskabels charakterisiert. Vorzugsweise ist dann die Schaltungsanordnung dazu ausgebildet, diesen elektrischen Widerstand mit dem eines elektrischen Widerstandsbauelements eines Ladekabels zu vergleichen und Daten betreffend den Vergleich der Ladestation und/oder den Kraftwagen bereitzustellen. Auch der elektrische Widerstand des elektrischen Widerstandsbauelements des Ladekabels kann insbesondere mit dem elektrischen Widerstand des Ladekabels korrelieren. Durch den Vergleich der Widerstände kann sehr einfach, unkompliziert und dennoch bedarfgerecht die maximale Stromtragfähigkeit der Gesamtanordnung bestimmt werden, so dass sich unzulässig große Ströme sicher vermeiden lassen.
- Vorzugsweise umfasst die Schaltungsanordnung einen Komparator. Dies ist ein robustes, einfaches und kostengünstiges Bauelement, mit dem sich Widerstände zuverlässig in Verbindung zueinander setzen lassen.
- Weiterhin ist es bevorzugt, dass die Schaltungsanordnung eine Tastgradüberwachungsvorrichtung umfasst, welche dazu ausgebildet ist, ein pulsweitenmoduliertes Signal bereitzustellen, dessen Tastgrad mit einer maximalen Stromtragfähigkeit und/oder einer Belastbarkeit der Ladestation korreliert. Insbesondere kann die Tastgradüberwachungsvorrichtung ein Signal insbesondere dergestalt bereitstellen, dass es ein empfangenes Signal zumindest auf der Grundlage weiterer Eingabe modifiziert. Für die Übertragung von Sicherheitsinformationen verwendete Signale können so von der Satellitenvorrichtung unter Berücksichtigung mehrerer Parameter sehr individuell angepasst werden. Es kann auch vorgesehen sein, dass die Tastgradüberwachungsvorrichtung permanent ein kodiertes pulsweitenmoduliertes Signal, insbesondere mit einem Tastgrad von 5%, ausgibt. Dies kann auch dann der Fall sein, wenn von der Tastgradüberwachungsvorrichtung kein Signal empfangen wird, weil z. B. von der Ladestation keines gesendet wird. In einer weiteren Ausführungsform ist die Schaltungsanordnung ohne Tastgradüberwachungsvorrichtung ausgebildet, jedoch so ausgebildet, dass sie in der Lage ist, ein z. B. von der Ladestation empfangenes pulsweitenmoduliertes Signal über das Ladekabel an den Kraftwagen weiterzuleiten.
- Vorzugsweise umfasst die Verbindungsvorrichtung ein Gehäuse, welches die Satellitenvorrichtung umfasst und dazu ausgebildet ist, das Verbindungskabel insbesondere in einem aufgerollten Zustand aufzunehmen. Hiermit kann sich insbesondere eine Auf- und Abrollfunktion für das Verbindungskabel ergeben, so dass alle Komponenten der Verbindungsvorrichtung kompakt und platzsparend verstaut sind, wenn diese sich nicht im Einsatz befindet. Zudem ist überschüssiges Verbindungskabel stets sicher im Gehäuse verstaut und gefährdet beispielsweise keine Verkehrsteilnehmer.
- Vorzugsweise umfasst die Satellitenvorrichtung eine Kupplung, wobei die Kupplung verriegelbar ist und in einem verriegelten Zustand die Übertragung elektrischer Energie von der Satellitenvorrichtung auf das Ladekabel gewährleistet und in einem unverriegelten Zustand die Übertragung elektrischer Energie von der Satellitenvorrichtung auf das Ladekabel unterbindet. Auf diese Weise ist insbesondere sichergestellt, dass keine unerwünschte Trennung des Ladekabels von der Satellitenvorrichtung erfolgt, während noch Ladestrom fließt. Beschädigungen des Kraftwagens und/oder der Ladevorrichtung (z. B. durch unerwünschte Spannungsspitzen) lassen sich so zuverlässig vermeiden.
- Vorzugsweise bewirkt die Kupplung im verriegelten Zustand eine Kraft und/oder formschlüssige Verbindung zwischen der Satellitenvorrichtung und dem Ladekabel, welche zugkraftstabiler als im unverriegelten Zustand ist.
- Das erfindungsgemäße Verfahren dient zum Begrenzen eines maximalen elektrischen Stroms durch eine erfindungsgemäße Verbindungsvorrichtung und ein mit einer solchen Verbindungsvorrichtung elektrisch verbundenes Ladekabel. Es umfasst die folgenden Schritte: a) Mittels der Schaltungsanordnung der Satellitenvorrichtung wird der geringere Wert unter den folgenden beiden Werten ermittelt: Maximale elektrische Stromtragfähigkeit des Ladekabels; maximale elektrische Stromtragfähigkeit der Verbindungsvorrichtung. b) Der maximale elektrische Strom wird auf den in Schritt a) ermittelten Wert begrenzt. Dadurch, dass der maximale elektrische Strom stets auf den kleineren der beiden ermittelten Werte begrenzt wird, kann eine Beschädigung aller Bauteile sicher vermieden werden, welche die Ladeleitung zwischen der Ladestation und dem Kraftwagen bilden.
- Anhand von Ausführungsbeispielen wird die Erfindung im folgenden näher erläutert. Es zeigen:
-
1 eine schematische Darstellung einer Verbindungsvorrichtung, welche zwischen eine Ladestation und ein Ladekabel geschaltet ist und einen Komparator umfasst; -
2 ein vereinfachtes Schaltbild einer Schaltungsanordnung in einer Satellitenvorrichtung; und -
3 eine schematische Darstellung einer Verbindungsvorrichtung, welche zwischen eine Ladestation und ein Ladekabel geschaltet ist und welche eine Duty Cycle Überwachung umfasst. - In den Figuren sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
-
1 zeigt eine Ladestation bzw. Ladeinfrastruktur, die im folgenden als EVSE (Electro Vehicle Supply Equipment)2 bezeichnet wird. Ein Ladekabel3 , welches in eine Ladebuchse eines Kraftwagens eingesteckt werden kann, ist nicht direkt mit der EVSE2 verbunden. Zwischen der EVSE2 und dem Ladekabel3 befindet sich eine Verbindungsvorrichtung1 , welche als verlängerndes Element für die Ladeleitung dienen kann. - Die Verbindungsvorrichtung
1 umfasst ein Verbindungskabel5 sowie einen EVSE Satellit4 . Das Verbindungskabel5 ist mit der EVSE2 über eine Steckverbindung8 mechanisch und elektrisch gekoppelt. Andererseits umfasst der EVSE Satellit4 eine Buchse6 , in die ein Stecker des Ladekabels3 eingesteckt ist und so ebenfalls eine mechanische als auch elektrische Verbindung schafft. - Die EVSE
2 , das Verbindungskabel5 , der EVSE Satellit4 als auch das Ladekabel3 umfassen jeweils mehrere unabhängige Leitungen, nämlich Ladeleitungen L1, L2 und L3, eine Neutralleitung N, eine Schutzleitung PE, eine Proximity-Leitung PX sowie eine Pilot-Leitung PL. Die Proximity-Leitung PX ist im Ladekabel3 nicht vorhanden. Das Verbindungskabel5 ist abrollbar ausgebildet. - Der EVSE Satellit
4 umfasst eine Schaltungsanordnung9 mit einem Komparator12 . Der Komparator12 dient dazu, Kodierwiderstände miteinander zu vergleichen und der EVSE2 diesbezüglich eine geeignete Information bereitzustellen. Im Ausführungsbeispiel umfasst der Stecker7 des Ladekabels3 einen Kodierwiderstand11 , über den sich die Stromtragfähigkeit des Ladekabels3 ermitteln lässt. Zudem umfasst der EVSE Satellit4 ebenfalls einen Kodierwiderstand10 , der analog eine Information über die Stromtragfähigkeit der Verbindungsvorrichtung1 bereitstellt. Der Komparator12 vergleicht die Kodierwiderstände10 und11 und stellt den Widerstand ein, den die EVSE2 effektiv erkennen soll. So kann durch den Komparator12 sichergestellt werden, dass der EVSE2 stets Daten bezüglich der geringsten Stromtragfähigkeit der an sie angeschlossenen Komponenten übergeben wird, so dass der maximale Strom durch die Verbindungsvorrichtung1 und das Ladekabel3 niemals einen maximale zulässigen Wert überschreitet. - Angenommen, die Verbindungsvorrichtung
1 besitzt eine Stromtragfähigkeit von 20 Ampere während das Ladekabel3 eine Stromtragfähigkeit von 13 Ampere besitzt. Dann kann durch den Komparator12 dieser Unterschied erkannt werden und es wird ein Widerstand eingestellt, welcher der Stromtragfähigkeit von 13 Ampere entspricht. Dieser eingestellte Widerstand kann dann von der EVSE2 ausgelesen werden. Sie stellt dann einen maximalen Strom von 13 Ampere bereit. Wäre dagegen die Stromtragfähigkeit des Ladekabels3 durch den Komparator nicht berücksichtigt worden, würde die EVSE2 möglicherweise einen an die Verbindungsvorrichtung1 angepassten Strom von 20 Ampere bereitstellen und so gegebenenfalls das Ladekabel3 beschädigen. - Angenommen das Ladekabel
3 besitzt eine Stromtragfähigkeit von 20 Ampere und die Verbindungsvorrichtung1 eine Stromtragfähigkeit von 13 Ampere. Dann wird mit Hilfe des Komparators12 wiederum die Information hinsichtlich einer maximalen Stromtragfähigkeit von 13 Ampere an die EVSE2 übergeben, so dass eine Beschädigung der Verbindungsvorrichtung1 sicher verhindert werden kann. - Der EVSE Satellit
4 umfasst auch eine Kupplung14 , mit der sich der Stecker7 des Ladekabels3 am EVSE Satellit4 verriegeln lässt. Erst nachdem eine Verriegelung stattgefunden hat, werden der Schalter15 und der Schalter16 der Proximity-Leitung PX bzw. der Pilot-Leitung PL geschlossen. Dies wird von der EVSE2 erkannt, so dass erst im verriegelten Zustand an den Ladeleitungen L1, L2 und L3 Spannung angelegt wird. Der EVSE Satellit4 wird also erst unter Spannung gesetzt, wenn das Ladekabel3 sicher verriegelt wurde. -
2 zeigt die Schaltungsanordnung9 , wie sie beispielsweise im EVSE Satellit4 der1 vorliegen kann, in detaillierter Darstellung. Durch den EVSE Satellit4 wird quasi die an der EVSE2 vorhandene Steckdose für Elektrokraftfahrzeuge räumlich verlagert. Hierbei enthält der EVSE Satellit4 die Auswerteschaltung zur Verarbeitung des Kodierwiderstandes11 des fahrzeugseitigen Ladekabels3 und erlaubt somit die Ermittlung dessen Stromtragfähigkeit. Alle benötigten Sicherheitsfunktionen werden in den EVSE Satelliten4 übergeben oder abgebildet. -
3 zeigt ein alternatives Ausführungsbeispiel, dessen wesentliche Element mit jenen der1 übereinstimmen. Anstelle des Komparators12 ist nun jedoch eine Duty Cycle Überwachung13 vorgesehen. Über die Pilot-Leitung PL kann die EVSE2 mit einem Kraftwagen kommunizieren, welcher an das Ladekabel3 angeschlossen ist. Dies erfolgt üblicherweise über ein pulsweitenmoduliertes Signal. Die Information über die Belastbarkeit der EVSE2 wird über ein Einstellen des Tastgrades kodiert. Die Duty Cycle Überwachung13 erfasst nun dieses pulsweitenmodulierte Signal und ist zudem in der Lage, den Kodierwiderstand11 des Ladekabels3 auszulesen. Ferner steht ihr die Information über die Stromtragfähigkeit der Verbindungsvorrichtung1 zur Verfügung. Aus diesen drei Informationen kann sie nun einen maximalen Strom berechnen, der von der EVSE2 bereitgestellt werden soll. Auf Grundlage dieser Information manipuliert sie daraufhin das pulsweitenmodulierte Signal, welches sie von der EVSE2 empfangen hatte, und sendet das so modifizierte pulsweitenmodulierte Signal über die Pilot-Leitung PL des Ladekabels3 an den Kraftwagen weiter. Dieser fordert daraufhin höchstens einen solchen Strom an, der dem so kodierten Maximalwert entspricht. Auf diese Weise wird keine der am Ladevorgang beteiligten Komponenten übermäßig stark belastet. Die Batterieladung kann sicher und störungsfrei erfolgen. - Bezugszeichenliste
-
- 1
- Verbindungsvorrichtung
- 2
- EVSE
- 3
- Ladekabel
- 4
- EVSE Satellit
- 5
- Verbindungskabel
- 6
- Buchse
- 7
- Stecker
- 8
- Steckverbindung
- 9
- Schaltungsanordnung
- 10
- Kodierwiderstand
- 11
- Kodierwiderstand
- 12
- Komparator
- 13
- Duty Cycle Überwachung
- 14
- Kupplung
- 15
- Schalter
- 16
- Schalter
- L1, L2, L3
- Ladeleitung
- N
- Neutralleitung
- PE
- Schutzleitung
- PX
- Proximity-Leitung
- PL
- Pilot-Leitung
- 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 Nicht-Patentliteratur
-
- IEC CDV 61851 [0002]
- IEC CD 62196 [0002]
- IEC 61851 [0002]
Claims (9)
- Verbindungsvorrichtung (
1 ) zum elektrischen Verbinden einer Ladestation (2 ) mit einem Ladekabel (3 ) eines Kraftwagens, welche eine Satellitenvorrichtung (4 ) und ein Verbindungskabel (5 ) umfasst, wobei das Verbindungskabel (5 ) an seinem einen Ende mit der Satellitenvorrichtung (4 ) elektrisch verbunden ist und an seinem anderen Ende mit der Ladestation (2 ) verbindbar (8 ) ist und wobei die Satellitenvorrichtung (4 ) ein Steckverbindungselement (6 ) umfasst, welches mit dem Ladekabel (3 ) steckverbindbar ist, und eine Schaltungsanordnung (9 ) umfasst, welche dazu ausgebildet ist, Daten betreffend eine Eigenschaft des Ladekabels (3 ) zu ermitteln. - Verbindungsvorrichtung (
1 ) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Eigenschaft des Ladekabels (3 ) dessen maximale elektrische Stromtragfähigkeit ist. - Verbindungsvorrichtung (
1 ) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Satellitenvorrichtung (4 ) ein elektrisches Widerstandsbauelement (10 ) umfasst, dessen elektrischer Widerstand die maximale elektrische Stromtragfähigkeit der Verbindungsvorrichtung (1 ) und/oder des Verbindungskabels (5 ) charakterisiert, und die Schaltungsanordnung (9 ) dazu ausgebildet ist, diesen elektrischen Widerstand mit dem eines elektrischen Widerstandsbauelements (11 ) des Ladekabels (3 ) zu vergleichen und Daten betreffend den Vergleich der Ladestation (2 ) und/oder dem Kraftwagen bereitzustellen. - Verbindungsvorrichtung (
1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltungsanordnung (9 ) einen Komparator (12 ) umfasst. - Verbindungsvorrichtung (
1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltungsanordnung (9 ) eine Tastgradüberwachungsvorrichtung (13 ) umfasst, welche dazu ausgebildet ist, ein pulsweitenmoduliertes Signal bereitzustellen, dessen Tastgrad mit einer maximalen Stromtragfähigkeit und/oder einer Belastbarkeit der Ladestation (2 ) korreliert. - Verbindungsvorrichtung (
1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein Gehäuse, welches die Satellitenvorrichtung (4 ) umfasst und dazu ausgebildet ist, das Verbindungskabel (5 ) insbesondere in einem aufgerollten Zustand aufzunehmen. - Verbindungsvorrichtung (
1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Satellitenvorrichtung (4 ) eine Kupplung (14 ) umfasst, wobei die Kupplung (14 ) verriegelbar ist und in einem verriegelten Zustand die Übertragung elektrischer Energie von der Satellitenvorrichtung (4 ) auf das Ladekabel (3 ) gewährleistet und in einem unverriegelten Zustand die Übertragung elektrischer Energie von der Satellitenvorrichtung (4 ) auf das Ladekabel (3 ) unterbindet. - Verbindungsvorrichtung (
1 ) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplung (14 ) im verriegelten Zustand eine kraft- und/oder formschlüssige Verbindung zwischen der Satellitenvorrichtung (4 ) und dem Ladekabel (3 ) bewirkt, welche zugkraftstabiler als im unverriegelten Zustand ist. - Verfahren zum Begrenzen eines maximalen elektrischen Stroms durch eine Verbindungsvorrichtung (
1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche und ein mit einer solchen Verbindungsvorrichtung (1 ) elektrisch verbundenes Ladekabel (3 ) mit den Schritten: a) Mittels der Schaltungsanordnung (9 ) der Satellitenvorrichtung (4 ) Ermitteln des geringeren Wertes unter der maximalen elektrischen Stromtragfähigkeit des Ladekabels (3 ) und der maximalen elektrischen Stromtragfähigkeit der Verbindungsvorrichtung (1 ); b) Begrenzen des maximalen elektrischen Stroms auf den in Schritt a) ermittelten Wert.
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Country | Link |
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Cited By (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102011106335A1 (de) * | 2011-07-01 | 2013-01-03 | Volkswagen Aktiengesellschaft | Vorrichtung und Verfahren zum elektrischen Laden eines Elektrofahrzeuges an einer Ladestation |
WO2013037506A1 (de) * | 2011-09-16 | 2013-03-21 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Ladevorrichtung für ein fahrzeug mit sieben elektrischen kontakten |
DE102012013857A1 (de) * | 2012-07-04 | 2014-01-09 | Ebee Smart Technologies Gmbh | Verfahren zur Erkennung eines spezifischen Ladekabeltyps unter Einhaltung des ISO/IEC 61851 Standards |
DE102012020409A1 (de) * | 2012-10-18 | 2014-04-24 | Volkswagen Aktiengesellschaft | Elektrische Anschlusseinrichtung sowie Abdichtelement hierfür |
ITMI20132006A1 (it) * | 2013-12-02 | 2015-06-03 | Iveco Spa | Sistema di gestione della ricarica di un veicolo elettrico o ibrido |
DE102014113791A1 (de) * | 2014-09-24 | 2016-03-24 | Jungheinrich Aktiengesellschaft | Steckverbinderbuchse an einem Flurförderzeug |
DE102016225143A1 (de) * | 2016-12-15 | 2018-06-21 | Audi Ag | Ladeanschluss für ein Kraftfahrzeug |
CN109130909A (zh) * | 2018-07-27 | 2019-01-04 | 广州万城万充新能源科技有限公司 | 一种新型电动汽车传导充电的智能连接装置 |
EP3696010A1 (de) * | 2019-02-12 | 2020-08-19 | Siemens Aktiengesellschaft | Ladestecker zum laden eines stromspeichers, system mit einem ladestecker und verfahren zum verarbeiten von elektrischen grössen für einen ladestecker |
CN111799620A (zh) * | 2014-01-31 | 2020-10-20 | 西门子公司 | 用于电动车的电连接装置和充电电缆 |
DE102020116886A1 (de) | 2020-06-18 | 2021-12-23 | Luoliang Xue | Gleichstromladesystem für Elektrofahrzeuge mit 1250-Volt-Transformatorausgang |
DE102021132661A1 (de) | 2021-12-10 | 2023-06-15 | Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft | Vorrichtung zur Erkennung eines elektrischen Anschlusses |
DE102021108004B4 (de) | 2021-03-30 | 2023-12-14 | Ford Global Technologies Llc | Ladevorrichtung für ein Elektrofahrzeug |
-
2010
- 2010-12-01 DE DE102010053072A patent/DE102010053072A1/de not_active Withdrawn
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
IEC CD 62196 |
IEC CDV 61851 |
Cited By (24)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102011106335B4 (de) * | 2011-07-01 | 2017-05-24 | Volkswagen Aktiengesellschaft | Vorrichtung und Verfahren zum elektrischen Laden eines Elektrofahrzeuges an einer Ladestation |
DE102011106335A1 (de) * | 2011-07-01 | 2013-01-03 | Volkswagen Aktiengesellschaft | Vorrichtung und Verfahren zum elektrischen Laden eines Elektrofahrzeuges an einer Ladestation |
CN103842203A (zh) * | 2011-09-16 | 2014-06-04 | 宝马股份公司 | 具有七个电触点的车辆充电装置 |
US9333869B2 (en) | 2011-09-16 | 2016-05-10 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Charging apparatus for a vehicle with seven electrical contacts |
WO2013037506A1 (de) * | 2011-09-16 | 2013-03-21 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Ladevorrichtung für ein fahrzeug mit sieben elektrischen kontakten |
DE102012013857A1 (de) * | 2012-07-04 | 2014-01-09 | Ebee Smart Technologies Gmbh | Verfahren zur Erkennung eines spezifischen Ladekabeltyps unter Einhaltung des ISO/IEC 61851 Standards |
DE102012020409A1 (de) * | 2012-10-18 | 2014-04-24 | Volkswagen Aktiengesellschaft | Elektrische Anschlusseinrichtung sowie Abdichtelement hierfür |
WO2015083080A1 (en) * | 2013-12-02 | 2015-06-11 | Iveco S.P.A. | System for managing the recharge of an electric or hybrid vehicle |
CN105980195A (zh) * | 2013-12-02 | 2016-09-28 | 依维柯股份公司 | 用于管理电动或混合动力车辆的再充电的*** |
ITMI20132006A1 (it) * | 2013-12-02 | 2015-06-03 | Iveco Spa | Sistema di gestione della ricarica di un veicolo elettrico o ibrido |
CN105980195B (zh) * | 2013-12-02 | 2019-04-19 | 依维柯股份公司 | 用于管理电动或混合动力车辆的再充电的*** |
CN111799620B (zh) * | 2014-01-31 | 2022-11-04 | 西门子公司 | 用于电动车的电连接装置和充电电缆 |
CN111799620A (zh) * | 2014-01-31 | 2020-10-20 | 西门子公司 | 用于电动车的电连接装置和充电电缆 |
DE102014113791A1 (de) * | 2014-09-24 | 2016-03-24 | Jungheinrich Aktiengesellschaft | Steckverbinderbuchse an einem Flurförderzeug |
DE102014113791B4 (de) | 2014-09-24 | 2022-04-07 | Jungheinrich Aktiengesellschaft | Steckverbinderbuchse an einem Flurförderzeug |
DE102016225143A1 (de) * | 2016-12-15 | 2018-06-21 | Audi Ag | Ladeanschluss für ein Kraftfahrzeug |
DE102016225143B4 (de) * | 2016-12-15 | 2020-03-12 | Audi Ag | Kraftfahrzeug und Ladeeinrichtung mit diesem Kraftfahrzeug |
US10910777B2 (en) | 2016-12-15 | 2021-02-02 | Audi Ag | Charging connection for a motor vehicle |
CN109130909A (zh) * | 2018-07-27 | 2019-01-04 | 广州万城万充新能源科技有限公司 | 一种新型电动汽车传导充电的智能连接装置 |
CN109130909B (zh) * | 2018-07-27 | 2023-11-10 | 广州万城万充新能源科技有限公司 | 一种电动汽车传导充电的智能连接装置 |
EP3696010A1 (de) * | 2019-02-12 | 2020-08-19 | Siemens Aktiengesellschaft | Ladestecker zum laden eines stromspeichers, system mit einem ladestecker und verfahren zum verarbeiten von elektrischen grössen für einen ladestecker |
DE102020116886A1 (de) | 2020-06-18 | 2021-12-23 | Luoliang Xue | Gleichstromladesystem für Elektrofahrzeuge mit 1250-Volt-Transformatorausgang |
DE102021108004B4 (de) | 2021-03-30 | 2023-12-14 | Ford Global Technologies Llc | Ladevorrichtung für ein Elektrofahrzeug |
DE102021132661A1 (de) | 2021-12-10 | 2023-06-15 | Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft | Vorrichtung zur Erkennung eines elektrischen Anschlusses |
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