-
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Durchführung eines Ladevorgangs eines elektrisch antreibbaren Fahrzeugs mit den Merkmalen vom Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Die Erfindung betrifft auch ein elektrisch antreibbares Fahrzeug sowie ein Ladekabel zur Durchführung des Verfahrens.
-
Viele Fahrzeughersteller haben sich auf die Fahnen geschrieben, die Elektromobilität deutlich auszubauen. Es ist daher damit zu rechnen, dass die Anzahl von Elektrofahrzeugen im Straßenverkehr deutlich zunehmen wird.
-
Eine Herausforderung für die Automobilhersteller liegt nicht nur darin, Elektrofahrzeuge bereitzustellen, die in ihrer Leistung und Reichweite mit den herkömmlich betriebenen Fahrzeugen vergleichbar sind, sondern auch darin, geeignete Voraussetzungen dafür zu schaffen, dass die zu erwartende Vielzahl von Elektrofahrzeugen auch in naher Zukunft problemlos aufgeladen werden kann.
-
Zur Sicherung eines Ladevorgangs und auch zur Diebstahlsicherung ist es bislang üblich, das Ladekabel während des Ladevorgangs am Fahrzeug (kraftfahrzeugseitig) und/oder an der Ladesäule (infrastrukturseitig) zu verriegeln. Die Verriegelung führt dazu, dass das Ladekabel während des Ladevorgangs nicht vom Fahrzeug und/oder von der Ladesäule gelöst werden kann und eine Freigabe erste dann erfolgt, wenn der Führer des aufzuladenden Fahrzeugs (wieder) in dessen Nähe ist und ein Freigabesignal erteilt. Dies kann beispielsweise durch Betätigung der Zentralverriegelung über den Funkschlüssel erfolgen.
-
Eine solche Vorgehensweise birgt jedoch den Nachteil in sich, dass vorhandene Ladesäulen unnötig blockiert werden. Mit anderen Worten kann es vorkommen, dass die Verriegelung eines Ladekabels fahrzeug- und/oder infrastrukturseitig deutlich über die eigentliche Dauer eines Ladevorgangs hinaus aufrechterhalten wird, wenn der Fahrzeugführer nicht anwesend ist und bspw. einkaufen geht.
-
Mitunter wird dieses Problem dadurch gelöst, dass im Bereich von Ladesäulen einer Ladestation autorisierte Parkraumwächter Ladevorgänge überprüfen und nach Beendigung eines Ladevorgangs eine manuelle Entriegelung durchführen.
-
Aus der
DE 10 2012 013 865 A1 ist ein Verfahren mit den Merkmalen vom Oberbegriff des Patentanspruchs 1 bekannt. Konkret wird der Einsatz eines intelligenten Ladekabels zur Abbildung von Carsharing-Prozessen vorgeschlagen. Dabei wird durch eine im Ladekabel integrierte Elektronik eine Interaktion des intelligenten Ladekabels mit dem Fahrzeug und der Ladeinfrastruktur ermöglicht. Durch die Interaktion kann verhindert werden, dass die vom Standard geforderte Verriegelung des Ladekabels im Fahrzeug und in der Ladesäule wieder gelöst und das Kabel aus dem Fahrzeug oder der Ladesäule entfernt werden kann. Auf diese Weise kann das Fahrzeug dauerhaft immobilisiert werden. Das Lösen der Entriegelung und damit des Ladekabels ist nur nach einer erfolgreichen Authentifizierung eines Carsharing-Kunden möglich.
-
In der ebenfalls die Merkmale vom Oberbegriff des Patentanspruchs 1 aufweisenden
DE 10 2009 030 092 A1 ist ein Ladekabelstecker für Elektrofahrzeuge beschrieben, in dem eine Transponderleseeinrichtung zum Lesen eines Transponder-Sendefeldes integriert ist. Das Transponder-Sendefeld kann von einem Funkschlüssel eines Benutzers erzeugt werden. Die Transponderlesevorrichtung steht in signaltechnischer Verbindung mit einem Identifikationsmittel, welches ein Identifikationssignal über Kontakte des Ladekabelsteckers an eine Ladesäule übertragen kann. Das Gehäuse des Ladekabelsteckers weist zudem Nuten auf, in die Verriegelungsstifte der Ladesäule zwecks Verriegelung einfahrbar sind. Um es einem berechtigten Benutzer zu ermöglichen, das Ladekabel nach Beendigung eines Ladevorgangs von der Ladesäule wieder abzuziehen, wird der Ladesäule eine bestehende Berechtigung des Benutzers durch das vom Ladekabelstecker gesendete Identifikationssignal signalisiert. Dies setzt jedoch voraus, dass der berechtigte Benutzer mit seinem Funkschlüssel (nach einem Ladevorgang wieder) in unmittelbarer Nähe der Ladesäule ist.
-
Schließlich wird in der
DE 10 2010 014 417 A1 ebenfalls ein intelligentes Ladekabel für Elektrofahrzeuge vorgestellt, welches mit einer integrierten Logik zum Überwachen, Steuern und Abrechnen eines Ladevorgangs ausgestattet ist. Hierdurch soll eine Unabhängigkeit vom Fahrzeughersteller und vom Ladeinfrastrukturanbieter geschaffen werden. Unter anderem wird vorgeschlagen, dass die integrierte Logik eine graphische Benutzerschnittstelle zum Ausgeben von Ladezustandsinformationen und zur Authentifizierung eines Nutzers bietet.
-
Vor diesem Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren zur Durchführung eines Ladevorgangs eines elektrisch antreibbaren Fahrzeugs bereitzustellen, bei dem auf einfache Weise und kostengünstig eine unnötige Blockierung von Ladesäulen verhindert werden kann, auch wenn ein Führer des Fahrzeugs nicht anwesend ist.
-
Eine weitere Aufgabe der Erfindung liegt darin, ein geeignetes, elektrisch antreibbares Fahrzeug sowie ein geeignetes Ladekabel zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens bereitzustellen.
-
Vorstehende Aufgaben werden durch ein Verfahren mit den Merkmalen von Patentanspruch 1, ein elektrisch antreibbares Fahrzeug mit den Merkmalen von Patentanspruch 8 sowie mit einem Ladekabel mit den Merkmalen von Patentanspruch 12 gelöst. Vorteilhafte Ausbildungen beziehungsweise Weiterbildungen sind den jeweils abhängigen Ansprüchen zu entnehmen.
-
Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zur Durchführung eines Ladevorgangs eines elektrisch antreibbaren Fahrzeugs. Zur Durchführung des Ladevorgangs wird dabei eine elektrische Verbindung zwischen dem Fahrzeug und einer infrastrukturseitigen Ladesäule über ein Ladekabel hergestellt. Fahrzeugseitig erfolgt die elektrische Verbindung durch eine ein fahrzeugseitiges Steckverbinderelement und ein kabelseitiges Steckverbinderelement aufweisende Steckverbindung. Alternativ oder zusätzlich kann infrastrukturseitig eine elektrische Verbindung durch eine ein infrastrukturseitiges Steckverbinderelement und ein kabelseitiges Steckverbinderelement aufweisende Steckverbindung erfolgen.
-
Die genannten Steckverbinderelemente können in geeigneter Weise als Stecker oder Buchse ausgebildet sein.
-
Bei dem elektrisch antreibbaren Fahrzeug kann es sich beispielsweise um ein reines Elektrofahrzeug oder auch um ein Hybridfahrzeug handeln. Auch ist denkbar, das erfindungsgemäße Verfahren bei elektrisch betriebenen Zweiradfahrzeugen anzuwenden.
-
Bei der Durchführung von Aufladevorgängen ist folgende Fallkonstellation denkbar:
- a) Es wird ein loses Ladekabel eingesetzt, welches sowohl mit der Ladesäule als auch mit dem Fahrzeug elektrisch verbunden werden muss
- b) Das Ladekabel ist integraler Bestandteil der Ladesäule und muss lediglich mit dem Fahrzeug verbunden werden
- c) Das Ladekabel ist integraler Bestandteil des Fahrzeugs und muss lediglich mit der Ladesäule verbunden werden (eher selten)
-
Das erfindungsgemäße Verfahren ist daher durch folgende Verfahrensschritte und Fallunterscheidungen gekennzeichnet:
- • Falls das Ladekabel nicht über eine Steckverbindung mit dem Fahrzeug verbunden ist, sondern integraler Bestandteil des Fahrzeugs ist, so erfolgt eine Kennzeichnung, dass es sich um ein eigenes Ladekabel handelt. Die Kennzeichnung kann beispielsweise durch ein in einem Speicher des Fahrzeugs abgelegtes Zustandsbit erfolgen. Diese kann abgefragt werden und signalisieren, dass das Fahrzeug über ein eigenes, integrales Ladekabel verfügt.
- • Falls das Ladekabel über eine Steckverbindung mit dem Fahrzeug verbunden ist, erfolgt zunächst eine Prüfung, ob es sich um ein fremdes oder eigenes Ladekabel handelt. Als „fremd“ wird ein solches Ladekabel eingestuft, welches nicht dem aufzuladenden Fahrzeug und/oder nicht der den Ladevorgang durchführenden, autorisierten Person sondern der Ladeinfrastruktur (Ladestation bzw. Ladesäule) zuordenbar ist. Entsprechend umgekehrte Kriterien weist ein als „eigen“ eingestuftes Ladekabel auf. Die Einstufung als „fremd“ oder „eigen“ kann durch Abfrage bestimmter bzw. zu bestimmender geometrischer oder grafischer Merkmale und/oder Daten erfolgen.
-
Handelt es sich nun um ein fremdes Ladekabel, so wird eine bestehende Verriegelung einer fahrzeugseitigen Steckverbindung nach Beendigung des Ladevorgangs wieder aufgehoben. Die Aufhebung der Verriegelung erfolgt vorzugsweise zeitnah nach Beendigung des Ladevorgangs, besonders bevorzugt innerhalb weniger Sekunden.
-
Auf diese Weise kann sichergestellt werden, dass nach Beendigung eines Ladevorgangs ein fremdes Ladekabel durch einen Dritten, welcher ein anderes Fahrzeug aufladen will, vom aufgeladenen Fahrzeug wieder gelöst und somit genutzt werden kann. Eine Blockierung des benötigten Ladekabels wird somit wirksam verhindert.
-
Falls es sich um ein eigenes Ladekabel handelt, wird hingegen eine bestehende Verriegelung einer infrastrukturseitigen Steckverbindung nach Beendigung des Ladevorgangs aufgehoben. Auch in diesem Fall erfolgt die Aufhebung der Verriegelung vorzugsweise zeitnah, besonders bevorzugt innerhalb weniger Sekunden.
-
Hierdurch kann ein benötigtes Steckverbinderelement einer Ladesäule, also ein infrastrukturseitiges Steckverbinderelement nach der Beendigung eines Ladevorgangs schnell wieder durch einen Dritten benutzt werden.
-
Die genannten Steckverbinderelemente ergänzen sich dabei fahrzeug- und infrastrukturseitig jeweils zu einem Steckverbinder und können somit als Stecker oder Buchse ausgebildet sein mit entsprechendem Steckverbinderelement auf der „Gegenseite“.
-
In einer Ausbildung des Verfahrens wird vorgeschlagen, dass im Fall eines eigenen Ladekabels eine bestehende Verriegelung einer fahrzeugseitigen Steckverbindung solange aufrecht erhalten wird, bis eine gesonderte Freigabeaufforderung durch eine autorisierte Person erfolgt. Eine solche Freigabeaufforderung kann beispielsweise durch die Entriegelung der Zentralverriegelung über einen Funkschlüssel oder einen anderweitigen Befehl erfolgen. Somit wird trotz Aufhebung der Blockierung eines infrastrukturseitigen Steckverbinderelementes ein Ladekabel diebstahlsicher am eigenen Fahrzeug gehalten.
-
Gemäß einer Weiterbildung des Verfahrens erfolgt die Prüfung, ob es sich um ein eigenes oder fremdes Ladekabel handelt, über eine fahrzeugseitige Identifizierung des im fahrzeugseitigen Steckverbinderelement (z. B. Ladesteckdose) befindlichen, kabelseitigen Steckverbinderelementes (z. B. Ladestecker).
-
Durch eine derartige Ausgestaltung ist auf einfache Weise eine Identifizierung des Ladekabels möglich, ohne dass das Ladekabel selbst an eine Stromversorgung angeschlossen oder eine solche besitzen muss.
-
In einer weiteren Ausbildung des Erfindungsgedankens ist es daher denkbar, dass die Prüfung über eine im Fahrzeug befindliche Sende-Empfangs-Einheit erfolgt. Diese Einheit kann beispielsweise als RFID-Leseeinheit (RFID = Radio Frequenz-Identifikation) ausgebildet sein.
-
Alternativ ist auch denkbar, dass die Prüfung über einen fahrzeugseitigen Sensor erfolgt. Der Sensor kann so ausgebildet sein, dass er in der Lage ist, geometrische Merkmale des kabelseitigen Steckverbinderelementes zu erkennen. Er kann beispielsweise taktil oder kapazitiv arbeiten.
-
Gemäß einer anderen Weiterbildung wird ein fahrzeugseitiges Alarmsignal ausgelöst, wenn während des Ladevorgangs eine Manipulation des Ladekabels und/oder der fahrzeug- oder infrastrukturseitigen Steckverbindung erfasst wird. Eine Manipulation kann beispielsweise durch den Versuch gegeben sein, eine der Steckverbindungen gewaltsam zu lösen. Auch eine mehrfach erfasste Bewegung des Ladekabels innerhalb eines kurzen Zeitraums von wenigen Sekunden oder Minuten kann als Manipulation interpretiert werden.
-
Durch diese Weiterbildung kann ein gewisser Schutz gegen unberechtigte Manipulation während eines Ladevorgangs gegeben werden.
-
Es sei gesondert darauf hingewiesen, dass ein Ladevorgang nicht zwangsläufig eine komplette Aufladung des Fahrzeugs beinhalten muss. Vielmehr liegt es in der freien Entscheidung des Fahrzeugführers, die Höhe einer gewünschten Aufladung (z.B. Vollaufladung oder nur zu einem bestimmten Prozentsatz) selbst zu bestimmen. Zur einfachen Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es dann denkbar, dass der Ladesäule eine Beendigung des Ladevorgangs durch ein fahrzeugseitiges Signal mitgeteilt wird. Nach Empfang eines derartigen Signals kann dann die Ladesäule eine bestehende Verriegelung der infrastrukturseitigen Steckverbindung aufheben.
-
Wie bereits erwähnt, betrifft die Erfindung auch ein elektrisch antreibbares Fahrzeug, mit dem das erfindungsgemäße Verfahren durchführbar ist. Das Fahrzeug ist mit einem fahrzeugseitigen Steckverbinderelement zur elektrischen Aufladung ausgestattet, welches beispielsweise als Ladesteckdose ausgebildet sein kann.
-
Erfindungsgemäß wird nun vorgeschlagen, dass das Fahrzeug wenigstens ein Identifizierungsmittel zur Identifizierung eines mit dem fahrzeugseitigen Steckverbinderelement verbundenen, kabelseitigen Steckverbinderelementes als zu einem eigenen oder fremden Ladekabel gehörig aufweist. Auf diese Weise ist es möglich, dass Ladekabel selbst kostengünstig auszugestalten, da auf aufwändige Elektronik im Ladekabel mit eigener Stromversorgung verzichtet werden kann.
-
Sehr zweckmäßig ist es in diesem Fall, wenn das wenigstens eine Identifizierungsmittel als eine im fahrzeugseitigen Steckverbinderelement oder in dessen unmittelbarer Nähe angeordnete Sende/Empfangs-Einheit ausgebildet ist. Die Sende/Empfangs-Einheit kann beispielsweise ein RFID-Lesegerät sein, welches ein hochfrequentes Lesefeld aussendet, durch das die Identifikation eines Transponders ausgelesen werden kann, welcher sich im kabelseitigen Steckverbinderelement befindet.
-
Alternativ oder auch als redundante Lösung ist denkbar, dass das wenigstens eine Identifizierungsmittel als im fahrzeugseitigen Steckverbinderelement angeordneter Sensor ausgebildet ist, durch den bestimmte geometrische oder grafische Merkmale eines mit dem fahrzeugseitigen Steckverbinderelement verbundenen, kabelseitigen Steckverbinderelementes erkennbar sind. Bestimmte geometrische Merkmale können beispielsweise durch Ausnehmungen und/oder Anformungen gegeben sein. Auch ist denkbar, bestimmte grafische Merkmale durch Symbole, Zeichen, Codierungen oder dergleichen zu erzeugen. Diese können auch Bestandteil eines auf dem kabelseitigen Steckverbinderelement aufgebrachten Aufklebers sein.
-
Gemäß einer anderen Ausbildung des elektrisch antreibbaren Fahrzeugs befindet sich in diesem eine Sendeeinheit, über die der Ladesäule eine Beendigung des Ladevorgangs übermittelbar ist. Die Sendeeinheit ist vorzugsweise als eine PLC-Sendeeinheit ausgebildet. Durch die Ausbildung als PLC-Sendeeinheit (PLC = Power Line Communication) können vorhandene elektrische Leitungen zum Aufbau eines lokalen Netzwerks zur Datenübertragung genutzt werden. Somit ist keine zusätzliche Verkabelung notwendig und eine Kommunikation kann sehr kostengünstig bspw. über das verwendete Ladekabel durchgeführt werden.
-
Schließlich betrifft die Erfindung auch ein Ladekabel zur Durchführung des Verfahrens. Das Ladekabel weist wenigstens ein Steckverbinderelement auf (wenn es integraler Bestandteil einer Ladesäule oder eines Fahrzeugs ist).
-
Erfindungsgemäß ist das wenigstens eine Steckverbinderelement mit einer Identifikation versehen, derart, dass unterscheidbar ist, ob das Ladekabel ein eigenes oder ein fremdes Ladekabel im Sinne der Erfindung ist.
-
Kostengünstig und zuverlässig kann dies dadurch realisiert werden, wenn in dem wenigstens einen Steckverbinderelement eine funkbasierte Kommunikationseinheit angeordnet ist, aus der eine Identifikation auslesbar ist. Die funkbasierte Kommunikationseinheit ist vorzugsweise als RFID-Transponder (RFID = Radio Frequenz Identifikation) auszubilden. Ein RFID-Transponder benötigt keine eigene Stromversorgung und dessen Identifikation kann durch ein geeignetes RFID-Lesegerät leicht und zuverlässig ausgelesen werden.
-
Alternativ oder zusätzlich ist auch denkbar, dass das wenigstens eine Steckverbinderelement einer bestimmten Norm entspricht und -wenn es als eigenes Ladekabel im Sinne der Erfindung eingestuft werden soll- darüber hinaus wenigstens ein zusätzliches, geometrisches und/oder grafisches Merkmal aufweist.
-
Das kabelseitige Steckverbinderelement wird zunächst alle Merkmale aufweisen, die ein gebräuchlicher Standard vorschreibt. So ist in Europa derzeit am meisten der Standard ISO/IEC 61851 verbreitet. Zusätzlich zu den durch diesen Standard vorgegebenen Merkmalen kann das Steckverbinderelement als zusätzliches, geometrisches und/oder grafisches Merkmal beispielsweise eine stiftartige Anformung oder eine nutartige Einkerbung aufweisen. Auch das Aufbringen eines reflektierenden Aufklebers, dessen Reflexion von einem lichtaufnehmenden Sensor erfasst werden kann, ist denkbar. Ferner ist der Einsatz eines Aufklebers mit bestimmten Codes (bspw. Strich- oder QR-Code) denkbar.
-
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Figuren dargestellt und werden anhand der Figuren in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Dadurch werden auch noch weitere Vorteile der Erfindung deutlich. Gleiche Bezugszeichen, auch in unterschiedlichen Figuren, beziehen sich auf gleiche, vergleichbare oder funktional gleiche Bauteile. Dabei werden entsprechende oder vergleichbare Eigenschaften und Vorteile erreicht, auch wenn eine wiederholte Beschreibung oder Bezugnahme darauf nicht erfolgt.
-
Es zeigen, jeweils schematisch
- 1 ein Ablaufdiagramm zur Verdeutlichung eines möglichen Verfahrensablaufs,
- 2 die Darstellung eines Fahrzeugs während eines Aufladevorgangs, in einem ersten Ausführungsbeispiel,
- 3 eine nähere Darstellung der Steckverbindungen gemäß Detailbereichen III aus 2,
- 4 eine Detaildarstellung der kraftfahrzeugseitigen Steckverbindung, in einer weiteren Ausführungsform,
- 5 die Darstellung eines Fahrzeugs während eines Ladevorgangs, in einem weiteren Ausführungsbeispiel und
- 6 die Darstellung eines Fahrzeugs während eines Aufladevorgangs in noch einem weiteren Ausführungsbeispiel.
-
Zunächst wird auf 1 Bezug genommen. Darin ist ein möglicher, bevorzugter Ablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt.
-
So wird nach Herstellen einer elektrischen Verbindung zwischen dem aufzuladenden Fahrzeug und der Ladesäule durch ein geeignetes Ladekabel der Ladevorgang in einem Verfahrensschritt S1 gestartet. Der den Ladevorgang initiierende Fahrzeugführer kann hierbei bestimmen, in welchem Maße eine Aufladung erfolgen soll. Er kann beispielsweise eine Vollaufladung initiieren oder auch nur einen bestimmten Prozentsatz davon angeben, um den Ladevorgang beispielsweise zu beschleunigen. In einem Verfahrensschritt S2 erfolgt eine Verriegelung von bestehenden Steckverbindungen, wobei die Verfahrensschritte S1 und S2 auch ineinander übergehen können. Falls vorhanden, werden sowohl eine fahrzeugseitige als auch eine infrastrukturseitige Steckverbindung verriegelt, so dass diese nicht mehr gelöst werden können.
-
In einer Abfrage A1 wird durch eine geeignete Steuerlogik abgefragt, ob das genutzte Ladekabel integraler Bestandteil des aufzuladenden Fahrzeugs ist oder nicht. Als integraler Bestandteil des Fahrzeugs ist ein Ladekabel dann zu bezeichnen, wenn es unlösbar, zumindest nicht ohne Werkzeug lösbar, mit dem Fahrzeug verbunden ist. Eine Information hierüber kann beispielsweise durch ein abfragbares Zustandsbit in einem Speicherbaustein der Fahrzeugelektronik abgelegt sein.
-
Falls das Ladekabel integraler Bestandteil des Fahrzeugs ist, so wird nach einer Beendigung des Ladevorgangs in einem Verfahrensschritt S3.2 eine Verriegelung der infrastrukturseitigen Steckverbindung aufgehoben. Somit kann eine infrastrukturseitige Steckverbindung bei Bedarf durch einen Dritten durch Abziehen des Ladekabels getrennt werden. Das infrastrukturseitige Steckverbinderelement steht somit zum Aufladen eines weiteren Fahrzeugs wieder zur Verfügung. Die Abfrage, ob ein Ladevorgang beendet ist, erfolgt in einer Abfrage A3.2, welche zyklisch wiederholt wird.
-
Wurde in der Abfrage A1 festgestellt, dass das Ladekabel kein integraler Bestandteil des Fahrzeugs ist, so erfolgt im Rahmen einer Abfrage A2 eine Prüfung, ob es sich um ein eigenes oder fremdes Ladekabel handelt. Wie die Prüfung im Einzelnen erfolgen kann, wird später noch genauer beschrieben.
-
Als „fremd“ im Sinne der Erfindung ist ein solches Ladekabel zu verstehen, welches infrastrukturseitig zur Verfügung gestellt wird, also beispielsweise integraler Bestandteil einer Ladesäule ist oder welches seitens einer Ladestation (mit ggf. mehreren Ladesäulen) zur Aufladung frei zur Verfügung gestellt wird.
-
Falls die Prüfung in der Abfrage A2 ergibt, dass es sich um ein eigenes Kabel handelt, so wird nach Beendigung des Ladvorgangs ebenfalls im Verfahrensschritt S3.2 lediglich die Verriegelung der infrastrukturseitigen Steckverbindung aufgehoben.
-
Falls es sich allerdings um ein fremdes Kabel handelt, so wird nach Beendigung des Ladevorgangs, welches analog zur Abfrage 3.2 in einer Abfrage 3.1 abgefragt wird, eine Verriegelung der fahrzeugseitigen Steckverbindung in einem Verfahrensschritt S3.1 aufgehoben. Auf diese Weise wird es möglich, dass ein Dritter das Ladekabel aus dem aufgeladenen Fahrzeug ziehen und zur Aufladung seines eigenen Fahrzeugs verwenden kann.
-
Mit dem Verfahrensschritt S4 soll das Ende des Verfahrens beziffert werden.
-
Optional wird vorgeschlagen, dass in einer Abfrage Aopt beziehungsweise Aopt‘ abgefragt werden kann, ob während des Ladevorgangs eine Manipulation des Ladekabels und/oder einer bestehenden Steckverbindung durchgeführt wird. Falls dies festgestellt wird, so ist denkbar, in einem optionalen Verfahrensschritt Sopt ein optisches und/oder akustisches Alarmsignal durch das Fahrzeug ausgeben zu lassen und den Ladevorgang ohne Entriegelung der Steckverbindungen gänzlich abzubrechen. Zusätzlich oder alternativ kann bei Manipulation auch eine Nachricht auf ein zu bestimmendes Mobilgerät gesendet werden.
-
Es erscheint sehr zweckmäßig, wenn nach einer planmäßigen Beendigung eines Ladevorgangs vom aufgeladenen Fahrzeug eine Nachricht an die Ladesäule erfolgt. An der Ladesäule kann dann auf einer geeigneten Anzeigevorrichtung angezeigt werden, dass der Ladevorgang beendet ist und ein benötigtes Steckverbinderelement beziehungsweise ein Ladekabel wieder zur Verfügung stehen. Gleichermaßen sollte ein noch andauernder Ladevorgang angezeigt werden. Hierdurch kann verhindert werden, dass ein Ladekabel während eines Ladevorgangs irrtümlicherweise manipuliert wird und eventuell ein unbegründetes Alarmsignal ausgelöst wird.
-
In 2 ist nun ein Ladevorgang eines als Elektrofahrzeug ausgebildeten Fahrzeugs K1 dargestellt. Das Fahrzeug K1 ist über ein Ladekabel L1 an einer Ladesäule LS1 elektrisch angeschlossen. Die Ladesäule LS1 kann eine von mehreren Ladesäulen einer nicht näher dargestellten Ladestation, ähnlich einer herkömmlichen Tankstelle sein. Die elektrische Verbindung des Ladekabels L1 wird über eine kraftfahrzeugseitige Steckverbindung Sk und eine infrastrukturseitige Steckverbindung Sinf realisiert. Die kraftfahrzeugseitige Steckverbindung Sk besteht aus einem fahrzeugseitigen Steckverbinderelement 3 in Form einer Ladesteckdose und einem kabelseitigen Steckverbinderelement 4 in Form eines Ladesteckers. Die infrastrukturseitige Steckverbindung Sinf wird durch ein infrastrukturseitiges Steckverbinderelement 1 in Form einer Ladesteckdose und durch ein kabelseitiges Steckverbinderelement 2 in Form eines Ladesteckers gebildet.
-
Im Fahrzeug K1 ist ferner eine fahrzeugseitige Sendeeinheit 6 vorhanden. Ferner ist in einem fahrzeugseitigen, elektronischen Speicherbaustein 14 ein abfragbares Zustandsbit abgelegt, auf Grund dessen festgestellt werden kann, ob das Ladekabel L1 integraler Bestandteil des Fahrzeugs K1 ist oder nicht. Im Ausführungsbeispiel ist das Ladekabel L1 kein integraler Bestandteil des Fahrzeugs K1 und somit das Zustandsbit im Speicherbaustein 14 auf „0“ gesetzt.
-
Ferner ist in der Ladesäule LS1 eine infrastrukturseitige Empfangseinheit 5 vorhanden, die mit der fahrzeugseitigen Sendeeinheit 6 kommunizieren kann. Die Sendeeinheit 6 ist vorzugsweise als sogenannte PLC-Sendeeinheit ausgebildet. Durch die PLC (Power Line Communication)-Technik ist eine kabelgebundene Übermittlung von Signalen über die Niederspannungsleitungen des Ladekabels L1 beziehungsweise der an der elektrischen Verbindung beteiligten elektrischen Kontakte und Leitungen möglich. So kann über die Sendeeinheit 6 ein Statussignal an die Empfangseinheit 5 übermittelt werden, welches über das Bestehen oder das Ende eines Ladevorgangs Aufschluss gibt.
-
In der 3 sind die infrastrukturseitige und die kraftfahrzeugseitige Steckverbindung Sinf und Sk genauer dargestellt, soweit es für das Verständnis der Erfindung notwendig ist.
-
So ist ersichtlich, dass das kabelseitige Steckverbinderelement 2 radial nach außen gerichtete, nutartige Vertiefungen 20 aufweist, in die Verriegelungsstifte 10 zu einer Verriegelungsposition radial einfahren können (vergleiche 10').
-
Die Verriegelungsstifte 10 werden über eine Antriebseinrichtung 8 bewegt, wobei die Antriebseinrichtung 8 über eine Auswerte- und Steuereinrichtung 7 angesteuert wird.
-
Sobald die Empfangseinheit 5 von der Sendeeinheit 6 ein Signal erhalten hat, dass ein Ladevorgang ordnungsgemäß initiiert wurde, erhält die Auswerte- und Steuereinrichtung 7 ein entsprechendes Signal zur Ansteuerung der Antriebseinrichtung 8. Diese veranlasst eine Bewegung der Verriegelungsstifte 10 in die Verriegelungsposition.
-
Auf Seite der kraftfahrzeugseitigen Steckverbindung Sk sind im Steckverbinderelement 3 ebenfalls Verriegelungsstifte 30 mittels einer Antriebseinrichtung 33 in nutartige Vertiefungen 40 des Steckverbinderelementes 4 radial bewegbar (vergleichen 30'), so dass eine Verriegelungsposition erreicht wird.
-
Die Antriebseinrichtung 33 wird über eine Auswerte- und Steuereinrichtung 32 angesteuert.
-
Ferner ist ersichtlich, dass im Steckverbinderelement 3 eine Sende/Empfangseinheit 31 vorhanden ist. Die Sende/Empfangseinheit 31 ist vorzugsweise als RFID-Leseeinrichtung (RFID = Radio Frequenz Identifikation) ausgebildet. Die Sende/Empfangseinheit 31 kann somit ein Sendefeld erzeugen, welches eine als RFID-Transponder ausgebildete Sendeeinheit 41 aktivieren und somit eine in der Sendeeinheit 41 gespeicherte Identifikation des Steckverbinderelementes 4 auslesen kann.
-
Mit SL sind Steuer- und Datenleitungen beziffert, durch welche die genannten Komponenten miteinander verbunden sind.
-
Über die Sende/Empfangseinheit 31 kann also die Identität des Steckverbinderelementes 4 festgestellt werden. Mit anderen Worten kann durch Auslesen einer in der Sendeeinheit 41 hinterlegten Identifikation festgestellt werden, ob es sich um ein eigenes oder fremdes Ladekabel L1 handelt.
-
Falls durch die Sendeeinheit 6 eine Beendigung des Ladevorgangs signalisiert wird, so werden bei einer Identifikation des Ladekabels L1 als fremd die Antriebseinrichtungen 8 und 33 derart angesteuert, dass die Verriegelungsstifte 30 aus den Vertiefungen 40 herausfahren und somit die Verriegelung der kraftfahrzeugseitigen Steckverbindungen Sk freigeben. Die Verriegelungsstifte 10 hingegen verbleiben in den Vertiefungen 20. Somit wird die Verriegelung der infrastrukturseitigen Steckverbindung Sinf aufrechterhalten.
-
Für den Fall, dass das Ladekabel L1 als eigen identifiziert wird, erfolgt eine Ansteuerung der Antriebseinrichtungen 8 und 33 beziehungsweise eine Bewegung der Verriegelungsstifte 10 und 30 genau in umgekehrter Weise. In diesem Fall wird also die Verriegelung der infrastrukturseitigen Steckverbindung Sinf gelöst und diejenige der kraftfahrzeugseitigen Steckverbindung Sk bleibt bestehen.
-
In der 4 ist eine alternative Ausführungsform eines kraftfahrzeugseitigen Steckverbinderelementes 11 dargestellt. Im Unterschied zum Steckverbinderelement 3 ist das Steckverbinderelement 11 mit einem Sensor 111 zur Erkennung einer beispielsweise knopfartigen Anformung 120 ausgestattet. Die Anformung 120 ist an ein kabelseitiges Steckverbinderelement 12 angeformt und dient als Identifikation des Steckverbinderelementes 12, derart dass erkennbar ist, dass das Steckverbinderelement 12 zu einem eigenen Ladekabel gehört.
-
Der Sensor 111 ist vorzugsweise als kapazitiver Näherungssensor ausgebildet, welcher bei Vorhandensein der Anformung 120 ein Signal an eine Auswerte- und Steuereinrichtung 112 abgibt.
-
Statt der Anformung 120 ist auch denkbar, eine Ausnehmung 121 im Steckverbinderelement 12 vorzusehen. Die Anformung 120 oder die Ausnehmung 121 sollen das Steckverbinderelement 12 als zu einem eigenen Ladekabel gehörig identifizieren. Die Anformung 120 bzw. Ausnehmung 121 stellen bestimmte geometrische Merkmale des Steckverbinderelementes 12 dar, welche geringfügig von einer vorgegebenen Norm, bspw. dem ISO/IEC 61851-Standard abweichen.
-
Das somit als zu einem eigenen Ladekabel gehörig identifizierte Steckverbinderelement 12 wird nach Beendigung eines Ladevorgangs nicht freigegeben, sondern eine bestehende Verriegelung einer kraftfahrzeugseitigen Steckverbindung Sk‘ wird aufrechterhalten. Auch bei diesem Ausführungsbeispiel wird eine Verriegelung durch radial in nutartige Vertiefungen 122 des Steckverbinderelementes 12 radial einfahrbare Verriegelungsstifte 110 bewerkstelligt (vergleiche auch 110'). Der Antrieb der Verriegelungsstifte 110 erfolgt über eine Antriebseinrichtung 113.
-
Aus 5 ist ersichtlich, dass eine Ladesäule LS2 auch ein Ladekabel L2 aufweisen kann, welches unlösbar mit der Ladesäule LS2 verbunden, also integraler Bestandteil der Ladesäule LS2 ist. Folglich ist auch das Zustandsbit im Speicherbaustein 14 ebenfalls auf „0“ gesetzt. Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist das Ladekabel L2 über einen Aufrollmechanismus 9 aufrollbar beziehungsweise ausziehbar in der Ladesäule LS2 gehalten. Das bereits bekannte Fahrzeug K1 kann wiederum über die kraftfahrzeugseitige Steckverbindung Sk elektrisch mit der Ladesäule LS2 verbunden werden. Bei Beendigung des Ladevorgangs erfolgt hierbei eine Freigabe der kraftfahrzeugseitigen Steckverbindung Sk.
-
Schließlich wird in der 6 derjenige Fall vorgestellt, bei dem ein elektrisch angetriebenes Fahrzeug K2 mit einem Ladekabel L3 ausgestattet ist, welches integraler Bestandteil des Fahrzeugs K2 ist. Konkret ist das Ladekabel L3 über einen kraftfahrzeugseitigen Aufrollmechanismus 13 aufrollbar beziehungsweise ausziehbar im Fahrzeug K2 gehalten. Eine elektrische Verbindung des Ladekabels L3 mit der Ladesäule LS1 erfolgt wiederum über eine infrastrukturseitige Steckverbindung Sinf. Da das Fahrzeug K2 in diesem Fall über ein Ladekabel L3 verfügt, welches integraler Bestandteil des Fahrzeugs K2 ist, wurde der fahrzeuginterne Speicherbaustein 14 mit einem Zustandsbit (= „1“) belegt, welches im Fall eines Ladevorgangs auslesbar ist und das Ladekabel L3 als eigenes Ladekabel kennzeichnet.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- infrastrukturseitiges Steckverbinderelement
- 2
- kabelseitiges Steckverbinderelement
- 3
- fahrzeugseitiges Steckverbinderelement
- 4
- kabelseitiges Steckverbinderelement
- 5
- infrastrukturseitige Empfangseinheit
- 6
- fahrzeugseitige Sendeeinheit
- 7
- Auswerte- und Steuereinrichtung
- 8
- Antriebseinrichtung
- 9
- infrastrukturseitiger Aufrollmechanismus
- 10, 10'
- Verriegelungsstifte
- 11
- fahrzeugseitiges Steckverbinderelement
- 12
- kabelseitiges Steckverbinderelement
- 13
- fahrzeugseitiger Aufrollmechanismus
- 14
- Speicherbaustein
- 20
- nutartige Vertiefungen
- 30, 30'
- Verriegelungsstifte
- 31
- Sende/Empfangseinheit
- 32
- Auswerte- und Steuereinrichtung
- 33
- Antriebseinrichtung
- 40
- nutartige Vertiefungen
- 41
- Sendeeinheit
- 110, 110'
- Verriegelungsstifte
- 111
- Sensor
- 112
- Auswerte- und Steuereinrichtung
- 113
- Antriebseinrichtung
- 120
- Anformung
- 121
- kerbartige Ausnehmung
- 122
- nutartige Vertiefungen
- A1
- Abfrage
- A2
- Abfrage
- A3.1
- Abfrage
- A3.2
- Abfrage
- Aopt, Aopt‘
- optionale Abfrage
- K1
- Fahrzeug
- K2
- Fahrzeug
- L1
- Ladekabel
- L2
- Ladekabel
- L3
- Ladekabel
- LS1
- Ladesäule
- LS2
- Ladesäule
- S1
- Verfahrensschritt
- S2
- Verfahrensschritt
- S3.1
- Verfahrensschritt
- S3.2
- Verfahrensschritt
- S4
- Verfahrensschritt
- Sinf
- infrastrukturseitige Steckverbindung
- Sk, Sk‘
- kraftfahrzeugseitige Steckverbindung
- SL
- Steuer- und Datenleitungen
-
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
-
- DE 102012013865 A1 [0007]
- DE 102009030092 A1 [0008]
- DE 102010014417 A1 [0009]
