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Die Erfindung betrifft ein Ladesystem zum Laden eines elektrischen Energiespeichers eines elektrisch betreibbaren Fahrzeugs, mit einer Ladevorrichtung und einem fahrzeugseitigen Ladeanschluss. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Laden eines elektrischen Energiespeichers eines elektrisch betreibbaren Fahrzeugs, wobei eine Verbindung mit einem fahrzeugseitigen Ladeanschluss und einer Ladevorrichtung hergestellt wird.
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Die
DE 10 2015 200 018 A1 offenbart ein Laden eines Energiespeichers eines Fahrzeugs. Zum Aufladen eines Energiespeichers eines Fahrzeugs in einer Ladestation wird ein Befehl zum Aufladen des Energiespeichers an der Ladestation und innerhalb des Fahrzeugs erfasst. Daraufhin wird eine Kommunikationsverbindung zwischen dem Fahrzeug und der Ladestation erstellt. Mittels der Kommunikationsverbindung werden erste Informationen des Fahrzeugs an die Ladestation und in Antwort auf die ersten Informationen zwei Informationen der Ladestation an das Fahrzeug gesendet. Die Informationen, welche von der Ladestation an das Fahrzeug gesendet werden, umfassen eine Information über einen freien Ladeplatz der Ladestation, an welchem das Fahrzeug zum Aufladen seines Energiespeichers parkbar ist.
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Die
DE 10 2018 006 749 A1 betrifft ein Steckverbindungssystem zum Aufladen eines Energiespeichers eines Kraftfahrzeugs. Das Steckverbindungssystem weist eine erste Steckverbindungseinheit für das Kraftfahrzeug auf, welche eine Kamera aufweist und an das Kraftfahrzeug anbringbar ist. Das Steckverbindungssystem verfügt über eine zweite Steckverbindungseinheit, wobei auf einer von der Kamera erfassbaren Oberfläche der zweiten Steckverbindungseinheit ein charakteristisches Merkmal angeordnet ist. Mithilfe einer Steuereinheit wird anhand eines von der zweiten Steckverbindungseinheit erfassten Bildes durch die Kamera eine Position der zweiten Steckverbindungseinheit in Relation zu der ersten Steckverbindungseinheit ermittelt. In Abhängigkeit von der Position wird ein Kontaktierungssignal zum automatischen Verbinden der ersten Steckverbindungseinheit mit der zweiten Steckverbindungseinheit erzeugt.
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Für ein automatisiertes konduktives Laden eines elektrisch betriebenen Fahrzeugs muss das elektrisch betriebene Fahrzeug über eine elektrische Verbindung (beispielsweise über ein Kabel und einen Stecker) mit einer Ladeeinrichtung verbunden werden. Dies kann beispielsweise von der Seite oder dem Unterboden aus erfolgen. Dabei ist vor allem die Positionierung des Fahrzeugs an einer Ladeposition oftmals schwer durchzuführen.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Ladesystem und ein Verfahren bereitzustellen, mit welchen ein automatisierter Ladevorgang des elektrisch betriebenen Fahrzeugs effizienter und einfacher durchgeführt werden kann.
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Diese Aufgabe wird durch ein Ladesystem und ein Verfahren gemäß den unabhängigen Patentansprüchen gelöst. Sinnvolle Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Ein Aspekt der Erfindung betrifft ein Ladesystem zum Laden eines elektrischen Energiespeichers eines elektrisch betreibbaren Fahrzeugs. Das Ladesystem weist eine Ladevorrichtung und einen fahrzeugseitigen Ladeanschluss auf. Mit einem Sensorsystem kann das elektrisch betriebene Fahrzeug erfasst werden. Das Sensorsystem weist zumindest eine Sensoreinheit zum positionsabhängigen Ermitteln einer Oberflächenbeschaffenheit einer Karosserieoberfläche des elektrisch betreibbaren Fahrzeugs auf. Eine Verarbeitungseinheit ist ausgebildet, die ermittelte Oberflächenbeschaffenheit auszuwerten und abhängig von der ausgewerteten Oberflächenbeschaffenheit eine Positionsinformation des fahrzeugseitigen Ladeanschlusses für die Ladevorrichtung bereitzustellen, wobei die Oberflächenbeschaffenheit des fahrzeugseitigen Ladeanschlusses mit einer zur Oberflächenbeschaffenheit der restlichen Karosserieoberfläche des elektrisch betriebenen Fahrzeugs unterschiedlich ausgestaltet ist, sodass aufgrund der Unterschiede in der Oberflächenbeschaffenheit die Position des fahrzeugseitigen Ladeanschlusses durch die Verarbeitungseinheit bereitstellbar ist. Dadurch kann insbesondere ein automatisierter Ladevorgang effizienter und insbesondere mit Zeitersparnis durchgeführt werden. Durch Ermittlung der Position des fahrzeugseitigen Ladeanschlusses am Fahrzeug kann der automatisierte Ladevorgang durch die Ladevorrichtung schnellstmöglich durchgeführt werden. Insbesondere kann dadurch der elektrische Energiespeicher des elektrisch betreibbaren Fahrzeugs nach einer Grob-Positionierung des elektrisch betriebenen Fahrzeugs am Ladesystem rasch durchgeführt werden. Dadurch ergibt sich eine verbesserte Ausnutzung eines Ladesystems zum Laden eines elektrischen Energiespeichers eines elektrisch betreibbaren Fahrzeugs. Insbesondere kann durch die vorgeschlagene Erfindung ein Ladevorgang für einen Nutzer des elektrisch betriebenen Fahrzeugs einfacher und komfortabler bereitgestellt werden. Der Fahrer des elektrisch betriebenen Fahrzeugs muss nur noch eine Grob-Positionierung des elektrisch betriebenen Fahrzeugs an dem Ladesystem durchführen. Beispielsweise kann die Grob-Positionierung durch ein Fahrerassistenzsystem mithilfe der Positionsinformation des fahrzeugseitigen Ladeanschlusses durchgeführt werden. Insbesondere müssen am elektrisch betriebenen Fahrzeug keine weiteren Einheiten und/oder Sensoren angebracht werden. Es muss lediglich die Oberflächenbeschaffenheit des fahrzeugseitigen Ladeanschlusses anders gestaltet werden wie die restliche Karosserieoberfläche des elektrisch betriebenen Fahrzeugs.
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Insbesondere ist das Ladesystem zum Durchführen eines konduktiven und/oder induktiven Ladevorgangs des elektrischen Energiespeichers des elektrisch betreibbaren Fahrzeugs ausgebildet. Insbesondere kann eine Fahrzeugbatterie oder eine Traktionsbatterie als elektrischer Energiespeicher mit dem Ladesystem geladen werden. Die Ladevorrichtung kann insbesondere zum Durchführen eines konduktiven Steckkontakts mit dem fahrzeugseitigen Ladeanschluss ausgebildet sein oder umfasst eine Ladespule zum Durchführen eines induktiven Ladevorgangs mit dem fahrzeugseitigen Ladeanschluss, welche in diesem Fall als energieaufnehmende Spule ausgebildet ist. Mit dem Sensorsystem kann insbesondere nach einer Grob-Positionierung des elektrisch betriebenen Fahrzeugs an einem Parkbereich das elektrisch betriebene Fahrzeug erfasst werden. Nach der Erfassung des elektrisch betriebenen Fahrzeugs kann über die Sensoreinheit, welche insbesondere als System zur Erfassung eines Rauheitsunterschiedes der Karosserieoberfläche ausgebildet ist, die positionsabhängige Ermittlung der Oberflächenbeschaffenheit der Karosserieoberfläche des elektrisch betriebenen Fahrzeugs durchgeführt werden. Insbesondere wird die komplette beziehungsweise gesamte Karosserieoberfläche vollständig mit der Sensoreinheit erfasst, sodass eine vollständige Ermittlung der vollständigen Oberflächenbeschaffenheit der Karosserieoberfläche des elektrisch betriebenen Fahrzeugs durchgeführt werden kann. Die ermittelte Oberflächenbeschaffenheit wird insbesondere durch eine kommunikationstechnische Verbindung an die Verarbeitungseinheit übermittelt. Beispielsweise kann die Verarbeitungseinheit Teil des Sensorsystems oder Teil der Ladevorrichtung sein. Die Verarbeitungseinheit ist insbesondere als Recheneinheit ausgebildet, mit welcher die ermittelte Oberflächenbeschaffenheit analysiert und ausgewertet werden kann. Anschließend erfolgt abhängig von der ausgewerteten Oberflächenbeschaffenheit eine Bestimmung der Position des fahrzeugseitigen Ladeanschlusses des elektrisch betriebenen Fahrzeugs. Insbesondere dient diese Information beziehungsweise die Positionsinformation für die Ladevorrichtung zum Durchführen des Ladevorgangs des elektrischen Energiespeichers. Um die Positionsinformation des fahrzeugseitigen Ladeanschlusses bereitzustellen, ist es notwendig, dass die Oberflächenbeschaffenheit des fahrzeugseitigen Ladeanschlusses im Vergleich zu der Oberflächenbeschaffenheit der restlichen Karosserieoberfläche des elektrisch betriebenen Fahrzeugs unterschiedlich ausgestaltet ist. Durch diesen Unterschied kann die Sensoreinheit den fahrzeugseitigen Ladeanschluss anhand der unterschiedlichen Oberflächenbeschaffenheit ermitteln. Dadurch kann eine exakte Position des fahrzeugseitigen Ladeanschlusses an die Ladevorrichtung übermittelt werden.
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Insbesondere kann die Oberflächenbeschaffenheit des fahrzeugseitigen Ladeanschlusses rauer im Vergleich zu der Oberflächenbeschaffenheit der restlichen Karosserie sein. Ebenso kann eine Unterscheidung zwischen einer matten und einer glatten Oberfläche herangezogen werden. Beispielsweise kann die Oberflächenbeschaffenheit des fahrzeugseitigen Ladeanschlusses matter als die Oberflächenbeschaffenheit der restlichen Karosserie sein. Insbesondere ist die restliche Karosserieoberfläche glatter und glänzender als die des fahrzeugseitigen Ladeanschlusses.
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Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Laden eines elektrischen Energiespeichers eines elektrisch betreibbaren Fahrzeugs, wobei eine Verbindung mit einem fahrzeugseitigen Ladeanschluss und einer Ladevorrichtung hergestellt wird. Eine Oberflächenbeschaffenheit einer Karosserieoberfläche des elektrisch betriebenen Fahrzeugs wird mit einer Sensoreinheit positionsabhängig ermittelt, und abhängig von der ermittelten Oberflächenbeschaffenheit wird eine Positionsinformation des fahrzeugseitigen Ladeanschlusses für die Ladevorrichtung bereitgestellt. Die Oberflächenbeschaffenheit des fahrzeugseitigen Ladeanschlusses ist mit einer zur Oberflächenbeschaffenheit der restlichen Karosserieoberfläche des elektrisch betriebenen Fahrzeugs unterschiedlich ausgestaltet, sodass aufgrund der Unterschiede in der Oberflächenbeschaffenheit die Position des fahrzeugseitigen Ladeanschlusses durch die Verarbeitungseinheit bereitgestellt wird. Das vorgeschlagene Verfahren wird mit einem Ladesystem nach dem vorherigen geschilderten Aspekt oder einer Weiterbildung davon durchgeführt.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in der einzigen Figur alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
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Dabei zeigt die einzige Figur eine beispielhafte Darstellung eines erfindungsgemäßen Ladesystems.
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Die Fig. zeigt eine beispielhafte Darstellung eines Ladesystems 1 zum Laden eines elektrischen Energiespeichers 2 eines elektrisch betriebenen Fahrzeugs 3. Das Ladesystem 1 dient insbesondere zum Durchführen eines konduktiven und/oder induktiven Ladevorgangs des elektrischen Energiespeichers 2. Das Ladesystem 1 weist insbesondere eine Ladevorrichtung 4 und einen fahrzeugseitigen Ladeanschluss 5 auf. Bei der Ladevorrichtung 4 handelt es sich insbesondere um eine Ladeinfrastruktur oder um eine Ladeeinheit. Der fahrzeugseitige Ladeanschluss 5 kann beispielsweise als Ladedose zum Durchführen eines Steckkontakts beziehungsweise eines konduktiven Steckkontakts ausgebildet oder als energieaufnehmende Spule am elektrisch betriebenen Fahrzeug 3 angeordnet sein.
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Das Ladesystem 1 weist insbesondere ein Sensorsystem 6 auf, mit welchem das elektrisch betriebene Fahrzeug 3 erfasst werden kann. Insbesondere wird zur Erfassung des elektrisch betriebenen Fahrzeugs 3 das elektrisch betriebene Fahrzeug 3 an eine Ladeposition beziehungsweise Abstellposition auf einem Parkbereich 7 geparkt. Insbesondere wird das elektrisch betriebene Fahrzeug 3 in einem grob definierten Bereich des Parkbereichs 7 abgestellt. Insbesondere kann dies mithilfe eines Fahrerassistenzsystems des elektrisch betriebenen Fahrzeugs 3 durchgeführt werden.
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Das Sensorsystem 6 weist insbesondere zumindest eine Sensoreinheit 8 auf. Mit der zumindest einen Sensoreinheit 8 kann eine Oberflächenbeschaffenheit einer Karosserieoberfläche 9 des elektrisch betriebenen Fahrzeugs 3 positionsabhängig ermittelt werden. Insbesondere wird mit der Sensoreinheit 8 die gesamte Karosserieoberfläche 9 erfasst und eine vollständige Oberflächenbeschaffenheit der gesamten Karosserieoberfläche 9 ermittelt. Insbesondere sind das Sensorsystem 6 und die Sensoreinheit 8 dazu ausgebildet, um eine Unterscheidung eines Rauheitsgrades einer Oberfläche durchführen zu können. Beispielsweise kann mit dem Sensorsystem 6 eine matte von einer glatten Oberfläche unterschieden werden.
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Das Ladesystem 1 weist insbesondere eine Verarbeitungseinheit 10 auf, welche als externe Einheit ausgebildet oder Teil der Ladevorrichtung 4 oder des Sensorsystems 6 sein kann. Mit der Verarbeitungseinheit 10 kann die ermittelte Oberflächenbeschaffenheit analysiert und ausgewertet werden und abhängig von der ausgewerteten Oberflächenbeschaffenheit kann eine Positionsinformation des fahrzeugseitigen Ladeanschlusses 5 für die Ladevorrichtung 4 bereitgestellt werden. Insbesondere wird die Verarbeitungseinheit 10 mit einem Algorithmus zur Unterscheidung und Differenzierung von Oberflächenbeschaffenheiten integriert. Beispielsweise kann die Verarbeitungseinheit 10 Softwareapplikationen für die Unterscheidung von Oberflächenbeschaffenheiten aufweisen. Insbesondere wird die Oberflächenbeschaffenheit des fahrzeugseitigen Ladeanschlusses 5 mit einer zur Oberflächenbeschaffenheit der restlichen Karosserieoberfläche des elektrisch betriebenen Fahrzeugs 3 unterschiedlichen Oberflächenbeschaffenheit ausgestaltet. Insbesondere wird die Oberflächenbeschaffenheit des fahrzeugseitigen Ladeanschlusses 5 unterschiedlich zu der restlichen Oberflächenbeschaffenheit des restlichen elektrisch betriebenen Fahrzeugs 3 ausgebildet. Aufgrund der unterschiedlichen Oberflächenbeschaffenheiten zwischen dem fahrzeugseitigen Ladeanschluss 5 und der Karosserieoberfläche 9 kann die Verarbeitungseinheit 10 die Positionsinformation des fahrzeugseitigen Ladeanschlusses 5 ermitteln und bereitstellen. Insbesondere kann mit der Positionsinformation des fahrzeugseitigen Ladeanschlusses 5 eine exakte und genaue Ausrichtung beziehungsweise Lage an die Ladevorrichtung 4 übermittelt werden, sodass ein automatisierter konduktiver Ladevorgang des elektrischen Energiespeichers 2 durchgeführt werden kann.
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Beispielsweise kann es sich bei der Sensoreinheit 8 um ein Thermografiebildgerät beziehungsweise um eine Wärmebildkamera handeln. Insbesondere bedient sich das Thermografiebildgerät des Effekts, dass von jedem Körper, der eine Temperatur oberhalb des absoluten Nullpunktes besitzt, eine elektromagnetische Strahlung (auch Wärmestrahlung genannt) ausgesendet wird. Diese Strahlung kann mithilfe des Thermografiebildgerätes detektiert und verarbeitet werden. Je nach Oberflächenbeschaffenheit des vorliegenden Körpers wird ein größerer beziehungsweise kleinerer Teil absorbiert beziehungsweise imitiert. So reflektieren matte Oberflächen deutlich weniger stark als glatte Oberflächen. Insbesondere kann bei nebeneinander angeordneten matten und glatten Oberflächen mithilfe des Thermografiebildgeräts sofort der Unterschied bestimmt werden. Insbesondere kann der fahrzeugseitige Ladeanschluss 5 oder ein Teil des elektrisch betriebenen Fahrzeugs 3, welcher relativ zum fahrzeugseitigen Ladeanschluss 5 steht, mit einer matten Oberflächenbeschaffenheit und der restlichen Karosserie 9 mit einer herkömmlichen glänzenden Oberfläche beschichtet werden. Dadurch kann mithilfe des Thermografiebildgeräts als Sensoreinheit 8 die Position des fahrzeugseitigen Ladeanschlusses 5 an die Ladevorrichtung 4 übermittelt werden.
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Beispielsweise kann die Ladevorrichtung 4 eine Robotereinheit 11 aufweisen, mit welcher ein Ladestecker 12 der Ladevorrichtung 4 mit dem fahrzeugseitigen Ladeanschluss 5 in Abhängigkeit von der Positionsinformation gekoppelt werden kann. Insbesondere kann mithilfe der Positionsinformation des fahrzeugseitigen Ladeanschlusses 5 ein automatisierter Steckkontakt zwischen dem fahrzeugseitigen Ladeanschluss 5 und dem Ladestecker 12 durchgeführt werden.
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Insbesondere kann die Robotereinheit 11 einen Roboterarm 10 aufweisen, mit welchem der Ladestecker 12 automatisch an den fahrzeugseitigen Ladeanschluss 5 bewegt und gekoppelt werden kann. Insbesondere kann der Roboterarm 10 ebenso eine Ladespule aufweisen, welche in einem definierten Abstand zu dem fahrzeugseitigen Ladeanschluss 5 bewegt werden kann, sodass ein induktiver Ladevorgang des elektrischen Energiespeichers 2 durchgeführt werden kann.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Ladesystem
- 2
- elektrischer Energiespeicher
- 3
- elektrisch betriebenes Fahrzeug
- 4
- Ladevorrichtung
- 5
- fahrzeugseitiger Ladeanschluss
- 6
- Sensorsystem
- 7
- Parkbereich
- 8
- Sensoreinheit
- 9
- Karosserieoberfläche
- 10
- Verarbeitungseinheit
- 11
- Robotereinheit
- 12
- Ladestecker
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102015200018 A1 [0002]
- DE 102018006749 A1 [0003]
