DE102018126947A1

DE102018126947A1 - Ladestation für elektrofahrzeuge

Info

Publication number: DE102018126947A1
Application number: DE102018126947.1A
Authority: DE
Inventors: Christian Müller-Winterberg; Stefan Helnerus
Original assignee: Innogy SE
Current assignee: CCS Abwicklungs AG
Priority date: 2018-10-29
Filing date: 2018-10-29
Publication date: 2020-04-30
Also published as: EP3873769A1; US20210237599A1; WO2020088875A1

Abstract

Die Anmeldung betriff eine Ladestation (2) für Elektrofahrzeuge, umfassend mindestens eine Ladesäule (5) mit einem Ladesäulengehäuse (7), wobei in dem Ladesäulengehäuse (7) mindestens eine Aufnahme (2a) angeordnet ist, eingerichtet zum Aufnehmen einer zu der Aufnahme (2a) korrespondieren Ladevorrichtung (3) mit einem Ladevorrichtungsgehäuse (9), wobei in dem Ladevorrichtungsgehäuse (9) zumindest ein Ladetechnikmodul (50) integriert ist, und wobei von dem Ladevorrichtungsgehäuse (9) und dem Ladesäulengehäuse (7) nur das Ladevorrichtungsgehäuse (9) vollständig gedichtet ist.

Description

Die Anmeldung betrifft eine Ladestation für Elektrofahrzeuge, umfassend eine Ladesäule mit einem Ladesäulengehäuse, wobei in einer Aufnahme des Ladensäulengehäuses eine Ladevorrichtung angeordnet ist.
Der Aufbau der Ladeinfrastruktur ist von entscheidender Bedeutung für die flächendeckende Etablierung von Elektromobilität. Dazu ist es insbesondere notwendig, in öffentlichen als auch in teilöffentlichen Räumen Ladestationen für Elektrofahrzeuge in großem Maße zu installieren. Die Ladestationen sollen sich dabei in das Straßenbild einfügen und werden daher in der Regel als Ladesäulen konzipiert.
Ladesäulen zeichnen sich insbesondere durch eine kompakte Bauform mit einer geringen Grundfläche aus. Die Ladesäulen sind in der Regel stelenartig aufgebaut und verfügen über integrierte oder anschließbare Ladeelektronik zum Laden eines Elektrofahrzeugs.
Unter einem Elektrofahrzeug ist vorliegend ein Fahrzeug zu verstehen, das zumindest teilweise elektrisch betrieben werden kann und einen wiederaufladbaren elektrischen Speicher umfasst.
Bekannte Ladestationen weisen eine Ladesäule mit einem Ladesäulengehäuse auf, in der die Ladetechnik integriert ist. Um die Ladetechnik vor Umgebungseinflüssen, wie Wasser, Schmutzpartikeln etc. zu schützen, ist in einem betriebsbereiten Zustand der Ladestation das Ladesäulengehäuse vollständig gedichtet. Anders ausgedrückt stellt das Ladesäulengehäuse eine Verkapselung für die darin angeordnete Ladetechnik bereit.
Nachteilig an derartigen Ladestationen ist, dass eine vollständige Abdichtung eines großen Gehäuses sehr aufwendig ist. Dies gilt umso mehr, wenn unterschiedliche Revisionsöffnungen und/oder Türen in dem Ladesäulengehäuse integriert sein müssen. Der Aufwand wird bei der Herstellung noch weiter dadurch erhöht, dass für einen sicheren Betrieb der Ladestation eine hohe Verarbeitungsqualität erforderlich ist.
Daher liegt der Anmeldung die Aufgabe zugrunde, eine Ladestation, umfassend eine Ladesäule mit einem Ladesäulengehäuse, bereitzustellen, die in einfacherer Weise herstellbar ist und bei der gleichzeitig ein sicherer Betrieb der Ladestation gewährleistet ist.
Die Aufgabe wird gemäß einem ersten Aspekt der Anmeldung durch eine Ladestation nach Anspruch 1 gelöst. Die Ladestation umfasst mindestens eine Ladesäule mit einem Ladesäulengehäuse. In dem Ladesäulengehäuse ist mindestens eine Aufnahme angeordnet, eingerichtet zum Aufnehmen einer zu der Aufnahme korrespondieren Ladevorrichtung mit einem Ladevorrichtungsgehäuse. In dem Ladevorrichtungsgehäuse ist zumindest ein Ladetechnikmodul integriert. Von dem Ladevorrichtungsgehäuse und dem Ladesäulengehäuse ist nur das Ladevorrichtungsgehäuse vollständig gedichtet.
Im Gegensatz zum Stand der Technik wird anmeldungsgemäß eine Ladestation bereitgestellt, welche in einfacher Weise herstellbar ist und gleichzeitig einen sicheren Betrieb gewährleistet. Die anmeldungsgemäße Ladestation stellt eine vollständige Kapselung der Ladetechnik bereit, welche mit einem geringeren Aufwand herstellbar ist, indem von dem Ladevorrichtungsgehäuse und dem Ladesäulengehäuse nur das Ladevorrichtungsgehäuse vollständig gedichtet ist. Anders ausgedrückt ist das Ladesäulengehäuse nicht vollständig gedichtet. Neben einer Reduktion des Aufwands bei der Herstellung des Ladesäulengehäuses, können die Herstellungskosten reduziert werden. Darüber hinaus wird insgesamt eine höhere Verarbeitungsqualität der Ladestation bereitgestellt, da nur ein relativ kleines Gehäuse vollständig abgedichtet wird, um einen ausreichenden Schutz der Ladetechnik vor Wasser, Schmutzpartikel etc. zu erzielen.
Eine anmeldungsgemäße Ladevorrichtung ist zum Austauschen elektrischer Energie mit Elektrofahrzeugen eingerichtet und im bestimmungsgemäßen Gebrauch in einer Ladestation installiert. Beispielsweise kann ein Ladekabel zwischen der Ladevorrichtung und dem zu ladenden Elektrofahrzeug geschaltet werden.
Eine anmeldungsgemäße Ladestation ist vorzugsweise aus einer stelenartigen Ladesäule gebildet, die beispielsweise ein Fundament, einen Ladesäulenfuß und/oder einen Ladesäulenkopf aufweisen kann.
Die Ladesäule, vorzugsweise der Ladesäulenkopf, weist mindestens eine Aufnahme auf, eingerichtet zum Aufnehmen bzw. Halten der Ladevorrichtung. Im bestimmungsgemäßen Gebrauch ist die Ladevorrichtung insbesondere fest in der Aufnahme fixiert bzw. befestigt.
In dem Ladesäulengehäuse ist die Aufnahme durch vorzugsweise mindestens eine umlaufende Seitenwand des Ladesäulengehäuses gebildet. Innerhalb dieser Aufnahme kann ein Netzanschlusskabel vorgesehen bzw. durchführbar sein, welches über eine (abgedichtete) Kabeleinführung der Ladevorrichtung in die Ladevorrichtung einführbar ist. Durch das Netzanschlusskabel kann die Ladestation mit einer Energiequelle, insbesondere ein Versorgungsnetz und/oder ein Erzeuger, verbunden sein.
Die Ladevorrichtung weist ein im montierten Zustand der Ladevorrichtung vollständig gedichtetes Ladevorrichtungsgehäuse auf. Unter einem vollständig gedichteten Gehäuse ist vorliegend insbesondere zu verstehen, dass eine Kapselung der im Inneren des Gehäuses angeordneten (elektrischen) Bauelemente, insbesondere zumindest der Ladetechnik, bereitgestellt wird. Die Kapselung verhindert, dass Wasser und/oder Schmutzpartikel in das Gehäuse im montierten Zustand gelangen können.
Anmeldungsgemäß ist vorgesehen, dass zumindest die Ladetechnik vollständig gekapselt in der Ladevorrichtung integriert ist. Hierdurch kann eine vollständige Kapselung des Ladesäulengehäuses entfallen.
Gemäß einer ersten Ausführungsform der anmeldungsmäßen Ladestation kann das Ladevorrichtungsgehäuse zumindest vollständig gedichtet sein mit einer Dichtigkeit (bzw. Schutzgrad) von IP55 nach der Norm DIN EN 60529. Anders ausgedrückt wird gemäß dieser Ausführungsform ein Ladevorrichtungsgehäuse bereitgestellt, welches einen Schutz gegen Strahlwasser (Düse) aus beliebigem Winkel und ein Berühr- sowie Staubschutz bereitstellt. Eine in öffentlichen als auch in teilöffentlichen Räumen aufgestellte Ladestation kann sicher betrieben werden.
Vorzugsweise kann das Ladesäulengehäuse, wie bereits ausführt wurde, nicht vollständig gedichtet sein, insbesondere nicht mit einer Dichtigkeit von IP55 nach der Norm DIN EN 60529. Dies erlaubt eine besonders einfache Herstellung des Ladesäulengehäuses.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der anmeldungsgemäßen Ladestation kann die Ladevorrichtung eine mit einer Docking Station (mechanisch und elektrisch) verbindbare Ladeeinheit aufweisen. Die Docking Station kann zumindest einen (Gehäuse-)Boden und mindestens eine erste umlaufende (Gehäuse-)Seitenwand aufweisen. Die Ladeeinheit kann zumindest einen (Gehäuse-)Deckel und mindestens eine zweite umlaufende (Gehäuse-)Seitenwand aufweisen. Im montierten Zustand der Ladevorrichtung, also wenn die Ladeeinheit und die Docking Station zumindest mechanisch, vorzugsweise auch elektrisch, miteinander gekoppelt bzw. verbunden sind, kann zumindest der Boden, die erste Seitenwand, die zweite Seitenwand und der Deckel das Ladevorrichtungsgehäuse der Ladevorrichtung bilden.
Gemäß dieser besonders bevorzugten Ausführungsform ist die Ladevorrichtung modulartig gebildet und umfasst eine Docking Station und eine Ladeeinheit. Die Docking Station ist insbesondere als Anschlussebene ausgebildet. Die Ladeeinheit ist insbesondere als Versorgungsebene gebildet und kann vorzugsweise auf der Docking Station aufgesetzt werden. Durch das anmeldungsgemäße vollständig gedichtete Ladevorrichtungsgehäuse sind sowohl die elektrischen Bauelemente der Anschlussebene als auch die elektrischen Bauelemente der Versorgungsebene, insbesondere die Ladetechnik, vollständig gekapselt und ausreichend vor Umgebungseinflüssen geschützt.
Vorzugsweise kann die Ladeeinheit eine Wannenbaugruppe und eine Deckelbaugruppe aufweisen. Die Wannenbaugruppe kann einen Wannenboden und zumindest teilweise die zweite Seitenwand aufweisen. Die Deckelbaugruppe kann den Deckel aufweisen. Die Deckelbaugruppe kann vorzugsweise vollflächig zu der Wannenbaugruppe korrespondieren und mittels Rastelementen, welche insbesondere an der Innenseite der zweiten Seitenwand der Wannenbaugruppe verrasten, mit der Wannenbaugruppe dichtend verbindbar sein. Zur Fixierung ist insbesondere eine Mehrzahl von Rastelement an den Seitenwänden der Deckelbaugruppe vorgesehen, welche vorzugsweise an Innenseiten der Seitenwände der Wannenbaugruppe verrasten können. Es versteht sich, dass bei anderen Varianten die Rastelemente auch an anderer Stelle positioniert sein können.
Durch die Rastelemente ist die Deckelbaugruppe mit der Wannenbaugruppe (mechanisch) verbindbar. Die Rastelemente können derart sein, dass durch ein Hintergreifen eine Fixierung der Deckelbaugruppe mit der Wannenbaugruppe erfolgt.
Zudem kann ein Dichtelement vorgesehen sein, welches im fixierten Zustand der Deckelbaugruppe mit der Wannenbaugruppe dichtend zwischen Deckelbaugruppe und Wannenbaugruppe gehalten wird. Vorzugsweise kann an der mindestens einen zweiten Seitenwand, insbesondere an der oberen Kante der zweiten Seitenwand, eine umlaufende Dichtlippe angeordnet sein, die im montierten Zustand gegen die Ränder der Seitenwände der Deckelbaugruppe und der Wannenbaugruppe gedrückt werden. Die Dichtlippe kann aus einem geeigneten Material gebildet sein.
Ferner können die Rastelemente derart sein, dass diese nur bodenseitig gelöst werden können, also ausschließlich bei einer von der Docking Station mechanisch abgelösten Wannenbaugruppe. Dies erhöht die Sicherheit, da stets ein Berührschutz durch die Deckelbaugruppe gegeben ist und die Deckelbaugruppe nicht von der Wannenbaugruppe abgehoben werden kann, solange die Wannenbaugruppe bodenseitig auf der Docking Station aufliegt, wie nachfolgend noch ausgeführt werden wird.
Nur wenn die Wannenbaugruppe von der Docking Station entfernt wurde und somit zwingend die Ladeeinheit frei von elektrischer Spannung ist, kann die Deckelbaugruppe von der Wannenbaugruppe durch Lösen der Rastelemente gelöst werden.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der anmeldungsgemäßen Ladestation kann die Wannenbaugruppe das Ladetechnikmodul, insbesondere in Form mindestens einer Leiterplatte, aufnehmen. Die Deckelbaugruppe kann ein Kommunikationsmodul und/oder ein Benutzerschnittstellenmodul aufnehmen. Insbesondere kann die Ladeeinheit das Ladetechnikmodul, das zumindest ein Leistungsmodul bildet, das Kommunikationsmodul und das Benutzerschnittstellenmodul derart aufnehmen, dass ausgehend von der Deckelfläche zunächst das Benutzerschnittstellenmodul, dann das Kommunikationsmodul und anschließend das Leistungsmodul angeordnet sind.
Wie bereits beschrieben wurde, kann in der Wannenbaugruppe zumindest ein Leistungsmodul angeordnet sein. Das Leistungsmodul, auch HPS (High Power Safety) Modul genannt, umfasst insbesondere Komponenten, die zur Leistungssteuerung und Leistungsüberwachung notwendig sind.
Innerhalb der Wannenbaugruppe kann darüber hinaus eine erste Ladesteuerschaltung als auch ein Ladeauslass angeordnet sein. Die in der Wannenbaugruppe angeordneten Komponenten können ausreichend sein, Basisfunktionalitäten zum Laden eines Elektrofahrzeugs zur Verfügung zu stellen und beispielsweise auf einer gemeinsamen Leiterplatte angeordnet sein.
Anders ausgedrückt kann die Ladetechnikmodul bevorzugt in der Wannenbaugruppe angeordnet sein.
Die Wannenbaugruppe umfasst vorzugsweise einen Boden, welcher im montierten Zustand der Ladevorrichtung einem Schutzgehäusedeckel der Docking Station zugewandt sein kann. Die dem Boden gegenüberliegende Seite der Wannenbaugruppe wird bevorzugt durch die Deckelbaugruppe dichtend verschlossen, wie bereits ausgeführt wurde.
Die Deckelbaugruppe dient insbesondere zur Aufnahme von zumindest einem Kommunikationsmodul und zumindest einem Benutzerschnittstellenmodul. Mit Hilfe des Kommunikationsmoduls lassen sich beispielsweise die Ladefunktionen des Leistungsmoduls erweitern und insbesondere erweiterte Protokollfunktionalitäten implementieren. Ein Benutzerschnittstellenmodul ermöglicht es insbesondere, eine Interaktion mit einem Benutzer zu realisieren. Das Leistungsmodul ist bevorzugt eingerichtet, für ein Kommunikationsmodul und/oder ein Benutzerschnittstellenmodul eine Energieversorgung zur Verfügung zu stellen.
Das Kommunikationsmodul kann optional mit einem innerhalb der Docking Station angeordneten Weitverkehrsnetzanschluss verbunden sein. Auch kann das Kommunikationsmodul optional mit einem Anschluss an ein Ladenetz innerhalb der Docking Station verbunden sein. Auch kann das Kommunikationsmodul eine Kommunikation in einem Nahfeld (z.B. Bluetooth, WLAN (Wireless Local Area Network) etc.) etablieren und hierfür entsprechende Antennen aufweisen.
Das Kommunikationsmodul, auch ECU (Electronic Control Unit) Modul genannt, kann als Steuerrechner und Kommunikationsgateway fungieren.
Das Benutzerschnittstellenmodul, auch UIB (User Interface Board) Modul genannt, umfasst insbesondere Nutzerbedien- und/oder Anzeigeelemente, beispielsweise jeweils zumindest ein Display, ein Touch-Display, ein Piktogramm, einen kapazitiven/induktiven Tastsensor und/oder einen Umgebungssensor. Diese können von dem UIB angesteuert und/oder ausgelesen werden. Das UIB kann innerhalb der Ladeinheit modular an das ECU-Modul angeschlossen werden, wobei ein UIB in einer Grundfunktion ausschließlich Status-LEDs zur Anzeige des Betriebszustandes als Anzeigeelement aufweisen und in einer Mehrbestückung zumindest einen der zusätzlichen, oben genannten Bedien- und/oder Anzeigeelemente aufweisen und/oder ansteuern kann.
Die Ladeeinheit kann mit der Docking Station über eine Leistungsverbindung elektrisch gekoppelt werden. Insbesondere ist in dem montierten Zustand der Ladevorrichtung, also bei einer mechanischen Kopplung der Ladeeinheit mit der Docking Station, (automatisch) eine elektrische Kopplung durch die Leistungsverbindung zwischen der Docking Station und der Ladeeinheit vorhanden, wie noch näher ausgeführt werden wird.
Für eine mechanische Kopplung der Ladeeinheit mit der Docking Station wird gemäß einer bevorzugten Ausführungsform vorgeschlagen, dass sich bodenseitige Stege vom Inneren der Wannenbaugruppe weg weisend erstrecken können. Die Stege sind insbesondere eingerichtet zum Eingriff in Ausnehmungen an der Docking Station, derart, dass die Stege formschlüssig an der Docking Station fixierbar sind, um die Docking Station mit der Ladeeinheit, insbesondere dichtend, zu koppeln.
Für eine (dauerhafte) Arretierung der Ladeeinheit an der Docking Station kann beispielsweise ein Verriegelungsmodul vorgesehen sein, welches zumindest zwischen einer geöffneten Position und einer Verriegelungsposition bewegbar ist. Insbesondere wirkt das Verriegelungsmodul mit den Stegen der Ladeeinheit derart zusammen, dass diese in der geöffneten Position in die korrespondierenden Ausnehmungen der Docking Station bis in eine Verrastposition, in der Regel eine Endposition, einführbar sind und durch Bewegen des Verriegelungsmoduls in die Verriegelungsposition an der Docking Station formschlüssig fixiert werden können.
Zur Fixierung kann insbesondere jeder Steg über ein erstes Verrieglungselement und das Verriegelungsmodul über eine entsprechende Mehrzahl von zweiten Verriegelungselementen verfügen, die jeweils zu dem jeweiligen ersten Verriegelungselement korrespondieren. Unter korrespondierend ist vorliegend insbesondere zu verstehen, dass die ersten und zweiten Verriegelungselemente derart geformt sind, dass in der geöffneten Position die an den Stegen angeordneten Verriegelungselemente in die Ausnehmungen der Docking Station bis zum Erreichen der Verrastposition einführbar sind und mit den zweiten Verriegelungselementen derart zusammenwirken, dass in der Verrastposition ein Bewegen des Verriegelungsmoduls in die Verriegelungsposition möglich ist und in dieser Verrieglungsposition eine Fixierung der Stege erfolgen kann. Vorzugsweise kann ein erstes Verriegelungselement mit einem entsprechenden zweiten Verriegelungselement in der Verriegelungsposition miteinander verrastet sein.
Insbesondere wirken die ersten Verriegelungselemente mit den zweiten Verriegelungselementen derart zusammen, dass die Stege formschlüssig an der Docking Station fixierbar sind. Anders ausgedrückt kann eine Bewegung der Stege aus den Ausnehmungen der Docking Station in der Verriegelungsposition durch die Zusammenwirkung der Verriegelungselemente blockiert werden, so dass insbesondere die Ladeeinheit an der Docking Station befestigt bzw. arretiert ist.
Besonders bevorzugt kann die Docking-Station einen Schutzgehäusedeckel aufweisen. Die mindestens eine erste Seitenwand kann den Schutzgehäusedeckel im montierten Zustand des Schutzgehäusedeckels, also wenn der Schutzgehäusedeckel die Docking Station verschließt und beispielsweise mit der ersten Seitenwand über geeignete Rastelemente verrastet ist, kragenförmig überragen.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der anmeldungsgemäßen Ladestation kann die zweite Seitenwand zu der ersten Seitenwand korrespondieren derart, dass im montierten Zustand der Ladevorrichtung die zweite Seitenwand die erste Seitenwand umlaufend umschließt. Mindestens ein umlaufendes Dichtelement, vorzugsweise in Form einer umlaufenden Dichtlippe, kann vorgesehen sein, welches im montierten Zustand der Ladevorrichtung geklemmt zwischen der ersten Seitenwand und der zweiten Seitenwand gehalten ist.
Anders ausgedrückt kann mindestens ein Dichtungselement zwischen der Docking Station und der Ladeeinheit vorgesehen sein. In der Verriegelungsposition des Verriegelungsmoduls (bei der sich insbesondere sämtliche Stege in der Verrastposition befinden können) bzw. im montierten Zustand der Ladevorrichtung kann eine Abdichtung zwischen der Docking Station und der Ladeeinheit erfolgen. Insbesondere kann in der Verriegelungsposition bzw. dem montierten Zustand der Ladevorrichtung eine Verklemmung des Dichtungselements (z.B. eine Kompression einer Schaumdichtung oder dergleichen) zwischen Ladeeinheit, insbesondere der Wannenbaugruppe der Ladeeinheit, und der Docking Station, insbesondere dem Schutzdeckelgehäuse der Docking Station, bereitgestellt und insbesondere in dem montierten Zustand der Ladevorrichtung beibehalten werden. Insbesondere können die Stege, Ausnehmungen und das Verriegelungsmodul entsprechend dimensioniert und ausgelegt sein.
Vorzugsweise kann vorgesehen sein, dass der Schutzgehäusedeckel von der oberen Ebene der Docking Station zurückspringt, so dass die Seitenwände der Docking Station im montierten Zustand des Schutzgehäusedeckels diesen kragenförmig überragen, wie oben bereits ausgeführt wurde. Dies ermöglicht es, durch die erste und die zweite Seitenwand eine Abdichtung der Docking Station im montierten Zustand der Ladevorrichtung zu gewährleisten, indem beispielsweise in der Ladeeinheit korrespondierend zu der ersten und zweiten Seitenwand als Dichtungselement mindestens eine umlaufende Dichtlippe vorgesehen ist, die im montierten Zustand gegen die Ränder der Seitenwände der ersten und zweiten Seitenwand gedrückt wird. Dort kann sie insbesondere aufgrund der zuvor beschriebenen Verriegelung gehalten werden. Dadurch, dass der Schutzgehäusedeckel zurückspringt, kann sichergestellt werden, dass die mindestens eine Dichtlippe vollständig die Seitenwände umgreifen kann.
Im montierten Zustand der Ladevorrichtung kann, gemäß einer weiteren Ausführungsform, mindestens eine erste Öffnung bzw. Ausnehmung, vorzugsweise eine Mehrzahl von ersten Öffnungen, im Schutzgehäusedeckel zu mindestens einer zweiten Öffnung bzw. Ausnehmung, vorzugsweise einer entsprechenden Mehrzahl von Öffnungen, im Wannenboden korrespondieren, derart, dass eine Leistungsverbindung und/oder eine Kommunikationsverbindung zwischen der Ladeeinheit und der Docking Station durch die erste Öffnung und die zweite Öffnung herstellbar ist. Unter korrespondierend ist insbesondere gemeint, dass sich im montierten Zustand die erste Öffnung im Wesentlichen über der zweiten Öffnung befindet.
Aufgrund der oben beschriebenen mechanischen Kopplung zwischen Ladeeinheit und Docking Station, die eine vollständige Abdichtung bereitstellt, kann die Leistungsverbindung und/oder eine Kommunikationsverbindung ausreichend vor Wasser, Schmutzpartikel, Berührungen etc. geschützt werden.
Beispielsweise kann innerhalb der Docking Station eine Leiterplatte als Mains Board angeordnet sein, welche einen ersten Leistungsanschluss aufweist, der mit einem weiteren Leistungsanschluss der Ladeeinheit elektrisch und mechanisch durch die erste und zweite Öffnung gekoppelt werden kann. Vorzugsweise zusätzlich kann durch eine weitere erste Öffnung und eine weitere zweite Öffnung ein erster Datenanschluss der Docking Station mit einem zweiten Datenanschluss der Ladeeinheit gekoppelt werden.
Darüber hinaus kann mindestens eine Plattenaufnahme in der ersten Seitenwand der Docking Station vorgesehen sein, in der eine herausnehmbare Kabeldurchführungsplatte eingesetzt werden kann. Um ein Netzanschlusskabel in die Docking Station dichtend einzuführen, kann vorzugsweise ein Randbereich der mindestens einen Kabeldurchführungsplatte zumindest teilweise mindestens ein Dichtelement (insbesondere einen Dichtring) umfassen. Das Dichtelement kann beispielsweise zu einer Ausnehmung der Plattenaufnahme korrespondieren. In einem eingesetzten Zustand kann die Kabeldurchführungsplatte in der Plattenaufnahme dichtend gehalten werden. Insbesondere kann durch den Schutzgehäusedeckel im fixierten Zustand des Schutzgehäusedeckels ein Druck auf die Kabeldurchführungsplatte ausgeübt werden, so dass diese dichtend in der Plattenaufnahme gehalten wird.
Die Kabeldurchführungsplatte kann einstückig gebildet sein und das Dichtelement umfassen, das aus einem anderen Material, insbesondere einer anderen Kunststoffkomponente, als der übrige Plattenbereich gebildet sein kann.
In der Kabeldurchführungsplatte kann zur Durchführung des Netzanschlusskabels eine Gehäusekabelöffnung hergestellt oder zumindest herstellbar sein. Gemäß einer Ausführungsform kann das Einsetzen des Netzanschlusskabels in die hergestellte Gehäusekabelöffnung das Montieren einer Kabelverschraubung an der hergestellten Gehäusekabelöffnung umfassen. Durch eine Kabelverschraubung kann das durchgeführte Kabel an der Gehäusekabelöffnung fixiert werden. Die Kabelverschraubung weist insbesondere ein Dichtelement auf, um das Eindringen von Wasser zu verhindern. Beispielsweise kann Spezialwerkzeug, das speziell auf die verwendete Kabelverschraubung abgestimmt ist, verwendet werden.
Für den Fall, dass es erforderlich ist, weitere elektrische Bauelemente bzw. Komponenten in der Ladestation zu integrieren, kann, gemäß einer weiteren Ausführungsform, in dem Ladesäulengehäuse ein Verteilerkasten integriert sein. Der Verteilerkasten kann eingerichtet sein zum Aufnehmen mindestens eines weiteren elektrischen Bauelements. Der Verteilerkasten kann vollständig dichtend gebildet sein und insbesondere das mindestens eine elektrische Bauelement kapseln.
Gemäß einer weiteren, besonders bevorzugten Ausführungsform, kann die Docking Station in der Aufnahme der Ladesäule durch Herstellen mindestens einer Befestigungsverbindung (zwischen Ladesäule und Docking Station), insbesondere Schraubverbindung, durch mindestens eine im Boden der Docking Station angeordnete Öffnung, vorzugsweise eine Mehrzahl von im Boden der Docking Station angeordneten Öffnungen, befestigbar sein.
Im befestigten Zustand der Docking Station kann die mindestens eine Öffnung im Boden der Docking Station durch einen Dichtungstopfen abgedichtet sein. Insbesondere kann eine in der Öffnung, im befestigten Zustand, befindliche Schraube durch einen Dichtungsstopfen abgedichtet sein. Eine einfache mechanische Befestigung der Docking Station an der Ladesäule kann bereitgestellt werden. Gleichzeitig kann in effektiver Weise ein Eindringen von Wasser und Schmutzpartikeln in das Ladevorrichtungsgehäuse verhindert werden.
Ferner kann vorzugsweise zwischen der Docking Station und den die Aufnahme bildende mindestens eine umlaufende Seitenwand im befestigten Zustand der Docking Station ein Ringspalt sein. In den Ringspalt kann die zweite Seitenwand der mit der Docking Station im montierten Zustand der Ladevorrichtung elektrisch und mechanisch verbundenen Ladeeinheit eingreifen.
Insbesondere nach der zuvor beschriebenen Installation der Docking Station in der Aufnahme kann sich aufgrund der Dimensionierung der Docking Station zur Aufnahme zwischen der Seitenwand der Docking Station und der Aufnahme ein Ringspalt bilden und in diesen Ringspalt kann die Gehäusewand der Ladeeinheit eingreifen. Wird die Ladeeinheit mit der Docking Station gekoppelt, wird diese bevorzugt von oben auf die Docking Station aufgesetzt. Die mindestens eine umlaufende Seitenwand der Ladeeinheit kann in den Ringspalt eingreifen, so dass von außen an der Ladesäule nicht erkennbar ist, dass die Ladeeinheit auf eine Docking Station aufgesetzt ist.
Auch kann die Ladesäule, insbesondere ein Ladesäulenkopf, auf zwei einander gegenüberliegenden Frontflächen jeweils eine Aufnahme für jeweils eine Docking Station aufweisen.
Es gibt nun eine Vielzahl von Möglichkeiten, die anmeldungsgemäße Ladestation auszugestalten und weiterzuentwickeln. Hierzu sei einerseits verwiesen auf die den unabhängigen Patentansprüchen nachgeordneten Patentansprüche, andererseits auf die Beschreibung von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der Zeichnung. In der Zeichnung zeigt:

1 eine schematische Ansicht eines Ausführungsbeispiels einer Ladestation;
2 eine Explosionszeichnung einer Ladestation mit Docking-Station und Ladeeinheit;
3 eine Ansicht einer geöffneten Docking Station;
4 eine Ansicht einer geschlossenen Docking Station;
4a eine weitere Ansicht der Docking Station;
4b eine noch weitere Ansicht der Docking Station;
5 eine Explosionsdarstellung einer Wannenbaugruppe;
6 eine Wannenbaugruppe im teilweise zusammengebauten Zustand;
7 eine Wannenbaugruppe von unten;
8a-c montierte Wannenbaugruppen ohne Deckel;
9 eine Ansicht einer Deckelbaugruppe;
10 eine Unteransicht einer Deckelbaugruppe;
11 eine Schnittansicht einer Deckelbaugruppe;
12 eine schematische Ansicht eines Ausführungsbeispiels einer Ladestation; und
13 eine schematische Ansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels einer Ladestation.

1 zeigt eine Ladestation 2 mit einer Ladesäule 5. Die Ladesäule 5 umfasst ein Ladesäulengehäuse 7, in dem eine Aufnahme 2a vorgesehen ist. Die Aufnahme 2a der Ladesäule 5 ist zur Aufnahme einer Ladevorrichtung 3 vorgesehen.
Die Ladevorrichtung weist ein Ladevorrichtungsgehäuse 9 auf und ist vorliegend modulartig gebildet. Von dem Ladensäulengehäuse 7 und dem Ladevorrichtungsgehäuse 9 ist anmeldungsgemäß nur das Ladevorrichtungsgehäuse 9 vollständig abgedichtet, insbesondere mit der Schutzklasse IP55 nach der Norm DIN EN 60529, während das Ladesäulengehäuse 7 nicht vollständig abgedichtet ist.
Die Ladevorrichtung 3 ist vorliegend durch eine Docking Station 4 und eine Ladeeinheit 6 gebildet, die jeweils ein Gehäuse aufweisen. Die jeweiligen Gehäuse bilden zusammen zumindest teilweise das Ladevorrichtungsgehäuse 9, wie noch näher ausgeführt wird.
Die Docking Station 4 kann in der Aufnahme 2a fixiert werden, beispielsweise verschraubt werden, wie noch näher ausgeführt wird. Über die Ladesäule 2 kann ein (nicht gezeigter) elektrischer Anschluss an ein Energieversorgungsnetz in die Docking Station 4 eingeführt werden. Die Ladeeinheit 6 kann als Baugruppe mit einer Wannenbaugruppe und einer Deckelbaugruppe, welche nachfolgend noch näher beschrieben werden, zusammengebaut sein und auf die Docking Station 4 aufgesetzt und an der Docking Station 4 elektrisch und mechanisch fixiert werden.
Zusammen mit der mechanischen Fixierung kann die Ladeeinheit 4 elektrisch mit der Docking Station 4 über einen Stecker/Buchse gekoppelt werden. Eine kommunikationstechnische Kopplung kann über zumindest ein Patch-Kabel zwischen der Docking Station 4 und der Ladeeinheit 6 erfolgen.
Im eingebauten Zustand ist die Docking Station 4 vollständig in der Aufnahme 2a aufgenommen und die Ladeeinheit 6 umgreift den äußeren Rand der Docking Station 4 im Wesentlichen vollständig und ist mit seinen Seitenrändern ebenfalls zumindest in Teilen in der Aufnahme 2 eingelassen.
Die Docking Station 4 kann bedarfsweise jedoch auch unmittelbar auf einer Wand montiert werden, ohne dass die Ladesäule 2 mit der Aufnahme 2a notwendig wäre. Auch dann sind die Seitenwände der Docking Station zumindest teilweise von Seitenwänden der Lade einheit 6 umgriffen.
Wie der 1 zu entnehmen ist, sind die Grundflächen von Docking Station 4 und Ladeeinheit 6 in etwa kongruent zueinander, so dass im montierten Zustand von vorne betrachtet die Ladeeinheit 6 die Docking Station 4 vollständig abdeckt.
Der modulare Aufbau des vorliegenden Ausführungsbeispiels von Docking Station 4 und Ladeeinheit 6 ist in der 2 näher dargestellt.
In der 2 ist zunächst die Docking Station 4 gezeigt, welche eine Kabeleinführung 8, insbesondere in Form einer Kabelverschraubung 8, in einer ersten umlaufenden Seitenwand 10 der Docking Station 4 aufweist.
Insbesondere ist eine lösbare Kabeldurchführungsplatte 25 in einer hierzu korrespondierenden Plattenaufnahme 23, die in der ersten umlaufenden Seitenwand 10 angeordnet ist, vorgesehen. Die Kabeldurchführungsplatte 25 kann in ihrem Randbereich eine umlaufende Dichtung aufweisen. Im montierten Zustand der Docking Station 4 wird insbesondere durch den Schutzgehäusedeckel 12 die Kabeldurchführungsplatte 25 in der Plattenaufnahme 23 geklemmt gehalten, so dass durch die Dichtung bzw. das Dichtungselement der Kabeldurchführungsplatte 25 eine ausreichende Dichtung der Docking Station 4 bereitgestellt wird.
In der Kabeldurchführungsplatte 25 kann zur Durchführung des Netzanschlusskabels eine Gehäusekabelöffnung hergestellt oder zumindest herstellbar sein. Das Einsetzen des Netzanschlusskabels in die hergestellte Gehäusekabelöffnung kann das Montieren einer Kabelverschraubung 8 an der hergestellten Gehäusekabelöffnung umfassen. Durch die Kabelverschraubung 8 kann das durchgeführte Kabel an der Gehäusekabelöffnung fixiert werden. Die Kabelverschraubung 8 weist insbesondere ein Dichtelement auf, um das Eindringen von Wasser zu verhindern.
Die Docking Station 4 ist durch einen Schutzgehäusedeckel 12 zumindest teilweise auf der der Ladeeinheit 6 zugewandten Seite verschlossen. In dem Schutzgehäusedeckel 12 sind vorzugsweise erste Ausnehmungen 14a, 14b bzw. erste Öffnungen 14a, 14b vorgesehen, welche nachfolgend noch näher beschrieben werden.
Die Ladeeinheit 6 kann vorzugsweise aus einer Wannenbaugruppe 20 und einer Deckelbaugruppe 26 gebildet sein.
Zwischen dem Schutzgehäusedeckel 12 und der ersten Seitenwand 10 können Öffnungen 16 vorgesehen sein. Durch diese Öffnungen 16 können Stege 18 der Wannenbaugruppe 20 in die Docking Station 4 eingeführt werden, so dass die Wannenbaugruppe 20 über die Stege 18 an der Docking Station 4 fixiert werden kann. Anders ausgedrückt kann hierdurch die Ladeeinheit 6 an der Docking Station mechanisch befestigt werden.
Hierzu ist insbesondere ein Verriegelungsmodul 41 in Form eines Verriegelungsbügels 41 in der Docking Station 4 fest integriert. Der Verrieglungsbügel 41 kann zwischen einer offenen Position, in der die Stege 18 in die Aufnahmen 16 bis zu einer Endposition einsetzbar sind, und einer Verriegelungsposition, in der der Verriegelungsbügel formschlüssig mit den Stegen 18 verbunden ist, bewegt werden. In der Verriegelungsposition ist das Verriegelungsmodul 41 derart mit den Stegen 18 verrastet, dass eine Bewegung der Stege 18 aus den Aufnahmen 16 heraus blockiert ist.
Ferner ist ein umlaufendes Dichtelement 19 vorgesehen, welches in einem montierten Zustand der Ladevorrichtung 3 geklemmt und damit dichtend zwischen der ersten Seitenwand 10 und der zweiten umlaufenden Seitenwand 13 der Ladeeinheit 6 gehalten wird. Durch die Verriegelung durch das Verriegelungsmodul 41 verbleibt das Dichtelement 19 in der verklemmten Position. Dies wird nachfolgend noch näher beschrieben.
Wie bereits erläutert, kann die Wannenbaugruppe 20 mit der Docking Station 4 gekoppelt werden. Die Wannenbaugruppe 20 ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel Teil der Ladeeinheit 6, welche zusätzlich die Deckelbaugruppe 26 aufweist. Die Wannenbaugruppe 20 nimmt ein Leistungsmodul 22 sowie eine Ladebuchse 24 auf. Die Wannenbaugruppe 20 ist bodenseitig mit einem Boden im Wesentlichen verschlossen und wird deckelseitig durch die Deckelbaugruppe 26 verschlossen.
Die umlaufende zweite Seitenwand 13 und der Deckel 11 der Deckelbaugruppe 26 bilden vorzugsweise zusammen mit der ersten umlaufenden Seitenwand 10 und dem Boden 17 der Docking Station 4 (im Wesentlichen) das Ladevorrichtungsgehäuse 9 der Ladevorrichtung 3.
Über Rastelemente 28 lässt sich die Deckelbaugruppe 26 vorzugsweise an Rastelementen 30 in den Seitenwänden der Wannenbaugruppe 20 fixieren. Ein umlaufendes Dichtelement 21 kann insbesondere eine ausreichende Dichtung im fixierten Zustand der Deckelbaugruppe 26 mit der Wannenbaugruppe 20 sein.
Die Deckelbaugruppe 26 kann einen Shutter 84 und Bedienelemente, wie beispielsweise ein Display 34, aufweisen.
Im gefügten bzw. fixierten Zustand ist die Deckelbaugruppe 26 mit der Wannenbaugruppe 20 mechanisch gefügt und verschließt somit die Wannenbaugruppe 20 auf einer Oberseite. Bodenseitig ist die Wannenbaugruppe 20 mit der Docking Station 4 gefügt und über die mindestens eine erste umlaufende Seitenwand 10 erfolgt die zuvor beschriebene Abdichtung zwischen der Docking Station 4 und der Wannenbaugruppe 20.
Zwischen der Deckelbaugruppe 26 und der Wannenbaugruppe 20 erfolgt eine Abdichtung entlang des äußeren als Dichtelement gebildeten Randes 21, welcher der Deckelbaugruppe 26 zugewandt ist.
Die Docking Station 4 dient als Anschlussebene und kann unabhängig von der Ladeeinheit 6 an ein Energieversorgungsnetz angeschlossen werden. Solange die Ladeeinheit 6 nicht mit der Docking Station 4 gekoppelt ist, ist diese spannungsfrei. Über eine Kopplung der Ladeeinheit 6 mit der Docking Station 4 wird die Ladeeinheit 6 mit dem Energieversorgungsnetz verbunden. Die Ladeeinheit 6 kann als Versorgungsebene verstanden werden, welche zumindest ein Ladetechnikmodul, umfassend die Ladetechnik, und sonstige „Intelligenz“ aufweist. Dieser modulare Aufbau ermöglicht es, zunächst die Docking Station 4 durch einen hierfür qualifizierten Monteur zu montieren, ohne die Notwendigkeit, unmittelbar eine Ladeeinheit 6 montieren zu müssen.
Die Ladeeinheit 6 kann zu einem beliebigen späteren Zeitpunkt auch durch einen technischen Laien besonders einfach, mechanisch werkzeuglos mit der Docking Station 4 gekoppelt werden, wodurch dann automatisch die Ladeeinheit 6 elektrifiziert wird. Die Ladeeinheit 6 ist durch ihre spezielle Gestaltung aus Wannenbaugruppe 20 und Deckelbaugruppe 26, wie bereits zuvor erläutert, besonders flexibel und modular und lässt sich an den jeweiligen Einsatzzweck koppeln.
Die Docking Station 4 ist in der 3 näher dargestellt. Die Docking Station 4 verfügt über einen Boden 17 und mindestens eine erste umlaufende Seitenwand 10. Auf dem Boden 17 der Docking Station 4 ist ein Mains Board 34 und ein Interface Board 36 angeordnet. Auf dem Mains Board 34 ist eine Anschlussleiste 38 zum Anschluss eines Energieversorgungskabels vorgesehen, welches entsprechend den obigen Ausführungen eingeführt werden kann.
An der ersten Seitenwand 10 und/oder dem Boden 17 können Skalenstriche 40 vorgesehen sein.
Neben der Anschlussleiste 38 ist auf dem Mains Board 34 noch ein erster Leistungsanschluss 42 als Buchse angeordnet.
Darüber hinaus ist zwischen der ersten umlaufenden Seitenwand 10 eine Aufnahme 44 vorgesehen. Die Aufnahme 44 ist durch einen Deckel verschließbar. In der Aufnahme 44 kann ein Messgerät, z.B. ein Smart Meter oder ein iMS rastend verankert werden. Nicht dargestellt sind Kabeldurchführungen durch die Seitenwände der Aufnahme 44 um das Messgerät zu verdrahten. Die Aufnahme 44 lässt sich über geeignete Bohrungen verplomben, was nicht näher dargestellt ist.
Auf dem Interface Board 36 sind Anschlüsse 46, 48 für ein Netzwerkkabel sowie für einen CAN-Bus und/oder einen GPIO-Bus vorgesehen. Darüber hinaus können noch Anschlussbuchsen für eine Verbindung mit den Modulen innerhalb der Ladeeinheit vorgesehen sein.
Die externe Verdrahtung mit einem lokalen Netz erfolgt über eine Anschlussleiste, welche dann über eine RJ45-Buchse abgreifbar ist. Hier sind insbesondere ausreichend Kontakte vorgesehen, um zumindest zwei voneinander unabhängige lokale Netzwerke anzuschließen. Dabei kann beispielsweise ein erstes lokales Netzwerk mit einer Zentrale gebildet werden und ein zweites lokales Netzwerk zwischen Master- und Slave Einheiten, also zwischen einer Ladeeinheit mit einem Master Controller mit zumindest einer, bevorzugt mehreren Ladeeinheit/en mit nur einem Slave Controller. Die beiden lokalen Netzwerke können gemeinsam über ein einziges Patchkabel mit der Ladeeinheit 6 bzw. den darin angeordneten Modulen verbunden werden.
Zur Installation der Docking Station 4 wird diese zunächst mechanisch entweder in der Aufnahme 2a fixiert oder beispielsweise an einer Wand verschraubt. Hierzu weist, wie in 4a zu erkennen ist, die Docking Station 4 im Boden 17 mindestens eine Öffnung 15, vorliegend insbesondere drei Öffnungen 15 auf.
Wie der 4b zu entnehmen ist, können Schrauben 27 in die Öffnungen 15 eingesetzt werden, um eine Befestigungsverbindung, insbesondere Schraubverbindung, zwischen der Ladevorrichtung 3, insbesondere der Docking Station 4, und der Aufnahme 2a herzustellen. Anschließend wird auf jede Öffnung 15 ein Dichtungsstopfen 29 gesetzt, um diese Öffnungen 15 dichtend abzudecken.
Nach der Montierung der Docking Station 4 in der Aufnahme 2a der Ladestation 2 wird insbesondere durch die Kabeleinführung 8 ein mehradriges Energiekabel in das Innere der Docking Station 4 eingeführt. Dieses Kabel hat insbesondere große Kabelquerschnitte und eine starre Kabelseele. Daher sind die Kabel schwer verarbeitbar. Um sicherzustellen, dass die Kabel stets in der richtigen Länge abgelängt werden, kann der Monteur das Kabel an die Skala 40 anlegen und unmittelbar ablängen. Dadurch kann der Monteur das Anschlusskabel korrekt konfektionieren, so dass er es im Anschluss ohne Probleme auf die Anschlussleiste 38 auflegen kann.
Je nach Konfektionierung kann in der Aufnahme 44 ein Messgerät angeordnet werden. Dieses Messgerät wird ausgehend von der Anschlussleiste 38 über flexible Kabel verdrahtet. Ausgehend von dem Messgerät erfolgt erneut eine Verkabelung über flexible Kabel mit einem Leistungsanschluss 42. Ist kein Messgerät verbaut, so erfolgt unmittelbar eine Verdrahtung über ein flexibles Kabel zwischen der Anschlussleiste 38 und dem Leistungsanschluss 42. An dem Leistungsanschluss 42 ist ebenfalls eine Anschlussleiste zur Aufnahme der jeweiligen Kabel vorgesehen.
Über die Kabeleinführung 8 kann ein Netzwerkkabel bzw. Datenkabel ebenfalls in das Gehäuse der Docking Station 4 eingeführt werden und auf die Anschlüsse 48 aufgelegt werden.
Nachdem die elektrische Verdrahtung der Docking Station 4 vorgenommen wurde, erfolgt ein Verschließen des Gehäuses der Docking Station 4, wie in der 4 dargestellt ist, durch einen Schutzgehäusedeckel 12.
In der 4 ist zu erkennen, dass der Schutzgehäusedeckel 12 neben der Ausnehmung 14a für den ersten Leistungsanschluss 42 zumindest eine weitere erste Ausnehmung 14b für die Kommunikationsanschlüsse des Interface Boards 36, insbesondere einen RJ45-Stecker sowie einen GPIO-Stecker und einen CAN-Bus-Stecker, aufweist. Über die RJ45-Buchse 46 kann ein RJ45-Stecker eine Verbindung mit zwei voneinander getrennten LAN-Netzen aufnehmen. Durch die erste Ausnehmung 14a kann eine Leistungsverbindung mit der Ladeeinheit 6 und durch die weitere erste Ausnehmung 14b eine Datenverbindung mit der Ladeeinheit hergestellt werden.
An den Seitenrändern des Schutzgehäusedeckels 12 sind Öffnungen 16 vorgesehen. Die Öffnungen 16 befinden sich zwischen dem Deckel 12 und der Seitenwand 10 der Docking-Station 4. Durch die Öffnungen 16 lassen sich die Stege 18 der Wannenbaugruppe 20 in die Docking-Station 4 einstecken, so dass diese Stege 18 vollständig von der Seitenwand 10 der Docking-Station 4 aufgenommen sind. Somit kann die Ladeeinheit 6 durch die Wannenbaugruppe 20 innerhalb der Docking-Station 4 mechanisch verankert werden, wie zuvor beschrieben wurde.
Nachdem die Docking-Station 4 in der gezeigten Art und Weise installiert wurde, kann diese, geschützt durch den Schutzgehäusedeckel 12, zunächst unbestückt bleiben und zu einem beliebigen späteren Zeitpunkt mit einer Wannenbaugruppe 20 und Deckelbaugruppe 26 aufweisenden Ladeeinheit 6 bestückt werden.
Eine Wannenbaugruppe 20 ist in einer Ausstattungsvariante in der 5 beispielhaft dargestellt.
Die Wannenbaugruppe 20 weist ein Gehäuse mit mindesten einer zweiten umlaufenden Seitenwand 13 und einem Boden 20b auf. Im Bereich der zweiten Seitenwand 13, respektive des Bodens 20b, kann ein als Ladetechnikmodul 50 ein Leistungsmodul 50 bodenseitig in der Wannenbaugruppe 20 mechanisch verankert werden.
Das Leistungsmodul 50 weist im vorliegenden Ausführungsbeispiel einen Ladeanschluss 52 sowie eine Ladesteuerschaltung 54 auf. Auf der Unterseite des Leistungsmoduls 50, wie ebenfalls in der 5 dargestellt, ist ein zweiter Leistungsanschluss 56 in Form eines Steckers 56 angeordnet, welcher zu der Buchse des ersten Leistungsanschlusses 42 korrespondiert.
Umlaufend um den Stecker 56 ist ein Kragen 58. Der Kragen 58 weist von der Oberfläche der Leiterplatte des Leistungsmoduls 50 fort. Insbesondere hat der Kragen 58 eine Erstreckung in diese Richtung, die größer ist, als die längste Erstreckung eines jeden Kontaktes des Steckers 56.
Auf den Leistungsmodul 50 sind weitere Komponenten zur Leistungsüberwachung und/oder Leistungssteuerung vorgesehen. Darüber hinaus ist ein Anschluss 60 für einen Kommunikationsbus auf dem Leistungsmodul 50 angeordnet.
Der Anschluss 60 für den Kommunikationsbus ermöglicht es, den Kommunikationsbus mit dem Leistungsmodul 50 zu verbinden. Der Kommunikationsbus kann in der Art von Plug-and-Play sowohl ein Kommunikationsmodul als auch ein Benutzerschnittstellenmodul, welche nachfolgend noch beschrieben werden, aufnehmen und mit dem Leistungsmodul 50 verbinden. Dies ermöglicht es, das Leistungsmodul 50 mit Hilfe des Kommunikationsmoduls und/oder des Benutzerschnittstellenmoduls modular zu ergänzen, um bedarfsweise die Ladeeinheit 6 an die jeweiligen Anforderungen anpassen zu können.
Das Leistungsmodul 50 ist in einem ersten Bereich des Bodens 20b angeordnet. In einem zweiten Bereich des Bodens 20b ist ein Fixiermittel 62 vorgesehen, welches aus kammartig zueinander angeordneten Flanschen mit zueinander fluchtenden Öffnungen gebildet ist.
Das Fixiermittel 62 ist aus zwei einander gegenüberliegenden kammartigen Strukturen gebildet, welche eine Öffnung 64 im Boden 20b einfassen. Die Fixiermittel 62 korrespondieren zu Fixiermitteln 66 eines Aufnahmekörpers 68 für eine Ladebuchse 70. Die Ladebuchse 70 ist im montierten Zustand unmittelbar über der Öffnung 64 angeordnet. Durch die Öffnung 64 ist es möglich, von der Unterseite der Wannenbaugruppe 20, durch den Boden 20b eine manuelle Notentriegelung an der Ladebuchse 70 vorzunehmen.
Zur Montage des Befestigungskörpers 68 an der Wannenbaugruppe 20 wird der Montagekörper 68 mit seinen Fixiermitteln 66 zu den Fixiermitteln 62 so ausgerichtet, dass Stifte 72 durch die zueinander fluchtenden Öffnungen geschoben werden können. Dadurch fixieren die Stifte 72 den Aufnahmekörper 68 an dem Gehäuse der Wannenbaugruppe 20.
In einem teilmontierten Zustand ist das Leistungsmodul 50 bodenseitig in die Wannenbaugruppe 20 eingesetzt, wie die Figur beispielhaft 6 zeigt. Hierbei wird der Stecker 56 samt Kragen 58 durch die bodenseitige zweite Öffnung 74 (die zu der ersten Öffnung 14a korrespondiert) gesteckt.
Das Leistungsmodul 50 ist mechanisch mit dem Gehäuse der Wannenbaugruppe 20 verrastet und kann darin schwimmend gelagert sein. Alternativ oder kommutativ dazu ist es möglich, dass das Mains Board 34 in dem Gehäuse der Docking Station 4 schwimmend gelagert ist. Die schwimmende Lagerung hat den Vorteil, dass sich bei einer Montage der Wannenbaugruppe 20 auf die Docking-Station 4 der Stecker 56 bzw. der zweite Leistungsanschluss 56 selbstständig zu der Buchse des ersten Leistungsanschlusses 42 ausrichten kann. Dies erhöht die Bedienbarkeit, erleichtert insbesondere die Montage durch einen Laien.
Die Unterseite der Wannenbaugruppe 20 ist in der 7 beispielhaft dargestellt. Zu erkennen ist, dass die Stege 18 vom Boden 20b wegweisend aus der Wannenbaugruppe 20 herausragen. Ferner ist der Kragen 58 mit dem Stecker 56 zu erkennen, wie er durch die zweite Öffnung 74 ragt. Es können weitere zweite Öffnungen vorgesehen sein, um beispielsweise eine Datenverbindung zwischen Docking Station 4 und Ladeeinheit 6 herzustellen.
Der Kragen 58 kommt im montierten Zustand in Eingriff mit der Öffnung 14a. In der Öffnung 14a ist, wie in der 4 zu erkennen ist, ein Ringspalt 74, welcher zwischen der Buchse des ersten Leistungsanschlusses 42 und einem in das Innere des Gehäuses der Docking-Station 4 ragenden Kragen 78 gebildet. Durch den Kragen 78 wird ein Berührschutz der Docking-Station 4 erreicht.
Während der Montage wird die Wannenbaugruppe 20 auf die Docking-Station 4 aufgesetzt und wie der Kombination der 4 und 7 zu entnehmen ist, gleitet dabei der Kragen 58 in den Ringspalt 76. Der Kragen 58 gelangt in den Ringspalt 76, bevor ein Kontakt des Steckers 56 in elektrischen Kontakt mit einem Kontakt der Buchse des ersten Leistungsanschlusses 42 kommt. Dies verhindert, dass es bei der Montage der Wannenbaugruppe 20 auf die Docking-Station 4 zu einem elektrischen Schlag kommen kann.
Der Aufnahmekörper 68 ist dergestalt, dass er zur Aufnahme verschiedenster Ladebuchsen 70 eingerichtet ist oder anders gesagt, verschiedenste Ladebuchsen 70 können mit verschiedenen Aufnahmekörpern 68 ausgestattet sein, wobei jeweils die Fixiermittel 66 zueinander einen gleichen Abstand haben und somit eine einheitliche mechanische Schnittstelle zu den Fixiermitteln 62 bilden. Dies führt dazu, dass in ein und derselben Wannenbaugruppe 20 verschiedenste Ladebuchsen 70 installiert werden können, wie sich beispielhaft aus den 8a-c ergibt.
Dort ist zu erkennen, dass die Fixiermittel 62, 64 ineinander greifen und über die Stifte 72 miteinander mechanisch verrastet sind. 8a zeigt einen Aufnahmekörper 68 mit einer CCS-Ladebuchse 70, 8b zeigt einen Aufnahmekörper 68 mit einer Chademo Ladebuchse 70 und 8c zeigt einen Aufnahmekörper 68 mit einer Typ2-Ladebuchse 70.
Wie in den 8a-c zu erkennen ist, ermöglicht es der Aufnahmekörper 68 verschiedenste Ladebuchsen 70 aufzunehmen, ohne eine konstruktive Änderung an dem Gehäuse der Wannenbaugruppe 20 vornehmen zu müssen.
Die Ladebuchsen 70 müssen nicht zwingend elektrisch mit dem Ladeanschluss 52 verbunden werden, sondern können auch potentialfrei bleiben. In diesem Fall können die Ladebuchsen 70 als „Steckergarage“ dienen. Der Ladeauslass 52 kann elektrisch mit einem fest an dem Gehäuse der Wannenbaugruppe 20 angeschlagenen Ladekabel verbunden werden. Das Ladekabel kann im Bereich eines Rücksprungs 80 in der Seitenwand der Wannenbaugruppe 20 herausgeführt sein.
Wird kein fest angeschlagenes Kabel verwendet, so kann die Ladebuchse 70 über den Ladeanschluss 52 elektrisch mit der Ladesteuerschaltung 54 verbunden werden. Der Ladeanschluss 52 verfügt über drei Anschlüsse für jeweils eine Phase auf einer Anschlussleiste, einer weiteren Anschlussleiste mit zwei Anschlüssen für den Nullleiter und den Schutzleiter und gegebenenfalls über eine Anschlussbuchse für einen Plug Present (PP) Kontakt und einen Pilotleiter (CP) Kontakt.
Zur Installation der Ladebuchse 70 wird der Aufnahmekörper 68 an der Wannenbaugruppe 20 angeordnet, über vorkonfektionierte Kabel wird die Ladebuchse 70 mit den jeweiligen Anschlüssen des Ladeauslasses 52 verbunden und anschließend wird der Aufnahmekörper 68 über die Stifte 72 in der Wannenbaugruppe 20 fixiert.
Die Ladeeinheit 6 umfasst neben der Wannenbaugruppe 20 auch die Deckelbaugruppe 26 mit dem Deckel 11, wie sie in der 9 beispielhaft dargestellt ist.
Die Oberseite der Deckelbaugruppe 26 kann verschiedenste Bedienelemente 82 und/oder einen Shutter 84 auf einer Oberseite aufweisen. Seitlich der Deckelbaugruppe 26 können an dessen Seitenrändern vorzugsweise Rastelemente 86 vorgesehen sein, welche mit der inneren zweiten umlaufenden Seitenwand der Wannenbaugruppe 20 in Eingriff gelangen können. Hierdurch lässt sich die Deckelbaugruppe 26 auf der Wannenbaugruppe 20 montieren, wie oben bereits beschrieben wurde.
Die Rastelemente 86 können so gestaltet sein, dass sie an der zweiten Seitenwand der Wannenbaugruppe 20 verrasten und insbesondere nur dann zerstörungsfrei gelöst werden können, wenn sie von der Unterseite, ausgehend von dem Boden 20b der Wannenbaugruppe 20, gelöst werden. Dies verhindert, dass die Deckelbaugruppe 26 von der Wannenbaugruppe 20 gelöst wird, während die Wannenbaugruppe 20 noch elektrisch mit dem Mains Board 34 der Docking-Station 4 verbunden ist.
Rückseitig der Deckelbaugruppe 26 ist, wie in 10 gezeigt, der Shutter 84 so gelagert, dass er in einer Bewegungsrichtung 88 bewegt werden kann, um die Ladebuchse 70 freizugeben. Der Shutter 84 ist, wie beispielhaft in der 11 zu erkennen, über eine Feder 98 federbelastet, so dass dieser automatisch in die gezeigte geschlossene Position verfährt.
In einem weiteren Bereich der Deckelbaugruppe 26 können ein Kommunikationsmodul 90 und ein Benutzerschnittstellenmodul 92 angeordnet sein. Das Kommunikationsmodul 90 als auch das Benutzerschnittstellenmodul 92 können an der Deckelbaugruppe 26 bzw. dessen Gehäuse mechanisch fixiert werden.
Das Kommunikationsmodul 90 ist über den Kommunikationsbus mit dem Leistungsmodul 50 und dem Benutzerschnittstellenmodul 92 verbunden.
Das Kommunikationsmodul 90 umfasst eine nicht näher dargestellte Ladesteuerschaltung, die elektrischen Zugriff auf den Ladeanschluss 52 hat. Die Ladesteuerschaltung kann die Ladesteuerschaltung 54 überregeln oder zumindest mit dieser gekoppelt sein, so dass die beiden Ladesteuerschaltungen koordiniert eine Steuerung eines Ladevorgangs vornehmen können.
11 zeigt die Anordnung des Kommunikationsmoduls 90 als auch des Benutzerschnittstellenmoduls 92 in der Deckelbaugruppe 26. Das Benutzerschnittstellenmodul 92 ist der Innenseite der Deckelwand zugewandt und mechanisch an dem Gehäuse der Deckelbaugruppe 26 über Klick-Verbindungen 94 verbunden. Das Kommunikationsmodul 90 ist seinerseits ebenfalls über nicht näher dargestellte Verbindungen mit dem Gehäuse der Deckelbaugruppe 26 verbunden.
Das Benutzerschnittstellenmodul 92 ist ortsfest zu der Innenseite der Deckelbaugruppe 26 angeordnet, so dass eine exakte Positionierung von Sensoren und Signalgebern auf dem Benutzerschnittstellenmodul 92 zu der Oberseite der Deckelbaugruppe 26 gewährleistet ist. Insbesondere ein Display 96 kann als Option in der Deckelbaugruppe 26 angeordnet sein und über das Benutzerschnittstellenmodul 92 und/oder das Kommunikationsmodul 90 angesteuert werden.
Die 12 zeigt eine schematische Ansicht einer Ladestation 2 gemäß der vorliegenden Anmeldung. Die Ladestation umfasst eine Ladesäule 5 mit einem Ladesäulengehäuse 7, welches nicht vollständig gedichtet ist. Vorliegend weist das Ladesäulengehäuse 7 der Ladesäule 5 auf zwei einander gegenüberliegenden Frontflächen jeweils eine Aufnahme 2a für jeweils eine Ladevorrichtung 3 auf.
Jede Ladevorrichtung 3 weist wiederum ein vollständig gedichtetes, insbesondere nach IP55, Ladevorrichtungsgehäuse auf. Um bei Bedarf weitere elektrische Bauelemente in der Ladesäule anzuordnen, kann vorzugsweise in dem Ladesäulengehäuse 7 ein gedichteter Verteilerkasten 33 angeordnet sein.
Die 13 zeigt eine schematische Ansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels einer Ladestation 2. Die Ladestation 2 weist ein Ladesäulengehäuse 7 auf, welches nicht vollständig gedichtet ist. Ferner sind in Aufnahmen 2a Ladevorrichtungen 3 befestigt.
Jede Ladevorrichtung 3 weist ein vollständig gedichtetes Ladevorrichtungsgehäuse 9 auf. Ferner können weitere abgedichtete Verteilerkästen 33, 37 vorgesehen sein, um weitere elektrische Bauelemente 35, 39 vor Wasser, Schmutzpartikel etc. zu schützen.
Bezugszeichenliste

2: Ladestation
2a: Aufnahme
3: Ladevorrichtung
4: Docking Station
5: Ladesäule
6: Ladeeinheit
7: Ladesäulengehäuse
8: Kabeleinführung
9: Ladevorrichtungsgehäuse
10: erste umlaufende Seitenwand
11: Deckel
12: Schutzgehäusedeckel
13: zweite umlaufende Seitenwand
14: Ausnehmung
15: Öffnung im Boden der Docking Station
16: Öffnung
17: Boden der Docking Station
18: Steg
19: Dichtelement
20: Wannenbaugruppe
21: Dichtelement
22: Leistungsmodul
23: Plattenaufnahme
24: Ladebuchse
25: Kabeldurchführungsplatte
26: Deckelbaugruppe
27: Schrauben
28: Rastelemente
29: Dichtungstopfen
30: Rastelemente
31: Kragen
33: Verteilerkasten
34: Mains Board
35: elektrisches Bauelement
36: Interface-Board
37: Verteilerkasten
38: Anschlussleiste
39: elektrisches Bauelement
40: Skala
41: Verriegelungsmodul
42: Leistungsanschluss
44: Aufnahme
46: Anschlussbuchse
48: Anschlüsse
50: Leistungsmodul
52: Ladeanschluss
54: Ladesteuerschaltung
56: Stecker
58: Kragen
60: Anschluss
62: Fixiermittel
64: Öffnung
66: Fixiermittel
68: Aufnahmekörper
70: Ladebuchse
72: Stift
74: Öffnung
76: Ringspalt
78: Kragen
80: Rücksprung
82: Bedienelement
84: Shutter
86: Rastelement
88: Richtung
90: Kommunikationsmodul
92: Benutzerschnittstellenmodul
94: Click-Verbindung
96: Display

Claims

Ladestation (2) für Elektrofahrzeuge, umfassend: - mindestens eine Ladesäule (5) mit einem Ladesäulengehäuse (7), - wobei in dem Ladesäulengehäuse (7) mindestens eine Aufnahme (2a) angeordnet ist, eingerichtet zum Aufnehmen einer zu der Aufnahme (2a) korrespondieren Ladevorrichtung (3) mit einem Ladevorrichtungsgehäuse (9), - wobei in dem Ladevorrichtungsgehäuse (9) zumindest ein Ladetechnikmodul (50) integriert ist, und - wobei von dem Ladevorrichtungsgehäuse (9) und dem Ladesäulengehäuse (7) nur das Ladevorrichtungsgehäuse (9) vollständig gedichtet ist.
Ladestation (2) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass - das Ladevorrichtungsgehäuse (9) zumindest vollständig gedichtet ist mit einer Dichtigkeit von IP55 nach der Norm DIN EN 60529.
Ladestation (2) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass - das Ladesäulengehäuse (7) nicht vollständig gedichtet ist, insbesondere nicht mit einer Dichtigkeit von IP55 nach der Norm DIN EN 60529.
Ladestation (2) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass - die Ladevorrichtung (3) eine mit einer Docking Station (4) verbindbare Ladeeinheit (6) aufweist, - wobei die Docking Station (4) zumindest einen Boden (17) und eine erste umlaufende Seitenwand (10) aufweist, - wobei die Ladeeinheit (6) zumindest einen Deckel (11) und eine zweite umlaufende Seitenwand (13) aufweist, und - wobei im montierten Zustand der Ladevorrichtung (3) der Boden (17), die erste Seitenwand (10), die zweite Seitenwand (13) und der Deckel (11) das Ladevorrichtungsgehäuse (9) der Ladevorrichtung (3) bilden.
Ladestation (2) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass - die Ladeeinheit (6) eine Wannenbaugruppe (20) und eine Deckelbaugruppe (26) aufweist, - wobei die Wannenbaugruppe (20) einen Wannenboden (20b) und zumindest teilweise die zweite Seitenwand (13) aufweist, - wobei die Deckelbaugruppe (26) den Deckel (11) aufweist, und - wobei die Deckelbaugruppe (26) vollflächig zu der Wannenbaugruppe (20) korrespondiert und mittels Rastelementen, welche insbesondere an der Innenseite der zweiten Seitenwand (13) der Wannenbaugruppe (20) verrasten, mit der Wannenbaugruppe (20) dichtend verbindbar ist.
Ladestation (2) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass - die Wannenbaugruppe (20) das Ladetechnikmodul (50), insbesondere in Form einer Leiterplatte, aufnimmt, und - insbesondere die Deckelbaugruppe (26) ein Kommunikationsmodul (90) und/oder ein Benutzerschnittstellenmodul (92) aufnimmt.
Ladestation (2) nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass - sich bodenseitige Stege (18) vom Inneren der Wannenbaugruppe (20) weg weisend erstrecken, - wobei die Stege (18) eingerichtet sind zum Eingriff in Ausnehmungen (16) an der Docking Station (4), derart dass die Stege (18) formschlüssig an der Docking Station (4) fixierbar sind, um die Docking Station (4) mit der Ladeeinheit (6) dichtend zu koppeln.
Ladestation (2) nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass - die Docking-Station (4) einen Schutzgehäusedeckel (12) aufweist, - wobei die erste Seitenwand (10) den Schutzgehäusedeckel (12) im montierten Zustand des Schutzgehäusedeckels (12) kragenförmig überragt.
Ladestation (2) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass - die zweite Seitenwand (13) zu der ersten Seitenwand (10) korrespondiert derart, dass im montierten Zustand der Ladevorrichtung (3) die zweite Seitenwand (13) die erste Seitenwand (10) umlaufend umschließt, - wobei mindestens ein umlaufendes Dichtelement (19) vorgesehen ist, welches im montierten Zustand der Ladevorrichtung (3) geklemmt zwischen der ersten Seitenwand (10) und der zweiten Seitenwand (13) gehalten ist.
Ladestation (2) nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass - im montierten Zustand der Ladevorrichtung (3) mindestens eine erste Öffnung (14a, 14b) im Schutzgehäusedeckel (12) zu mindestens einer zweiten Öffnung (74) im Wannenboden (20b) korrespondiert, derart, dass eine Leistungsverbindung und/oder eine Kommunikationsverbindung zwischen der Ladeeinheit (6) und der Docking Station (4) durch die erste Öffnung (14a, 14b) und die zweite Öffnung (74) herstellbar ist.
Ladestation (2) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass - in dem Ladesäulengehäuse (7) ein Verteilerkasten (33, 37) integriert ist, - wobei der Verteilerkasten (33, 37) eingerichtet ist zum Aufnehmen mindestens eines weiteren elektrischen Bauelements (35, 39).
Ladestation (2) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass - die Docking Station (4) in der Aufnahme (2a) der Ladesäule (5) durch Herstellen mindestens einer Befestigungsverbindung, insbesondere Schraubverbindung, durch mindestens eine im Boden (17) der Docking Station (4) angeordnete Öffnung (15) befestigbar ist, - wobei im befestigten Zustand der Docking Station (4) die mindestens eine Öffnung (15) im Boden (17) der Docking Station (4) durch einen Dichtungstopfen (29) abgedichtet ist.
Ladestation (2) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass - zwischen der Docking Station (4) und den die Aufnahme (2a) bildenden umlaufende Seitenwand im befestigten Zustand der Docking Station (4) ein Ringspalt ist, und - in den Ringspalt die zweite Seitenwand (13) der mit der Docking Station (4) im montierten Zustand der Ladevorrichtung (3) elektrisch und mechanisch verbundenen Ladeeinheit (6) eingreift.
Ladestation (2) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass - das Ladesäulengehäuse (7) der Ladesäule (5) auf zwei einander gegenüberliegenden Frontflächen jeweils eine Aufnahme (2a) für jeweils eine Ladevorrichtung (3) aufweist.