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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Ladestecker, ein Ladegerät und ein Verfahren zum Aufladen eines Akkumulators eines Elektrofahrzeugs.
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Elektrofahrzeuge werden üblicherweise an mobilen oder fest installierten Ladestationen bzw. Ladegeräten mit Energie versorgt, d. h. ihre Energiespeicher (Akkumulatoren) werden über eine Laderegeleinrichtung mit dem öffentlichen Stromversorgungsnetz verbunden und entsprechend aufgeladen. Dazu weist das Elektrofahrzeug einen Anschluss mit einer Mehrzahl von elektrischen Kontakten auf, in den ein dazu passender Ladestecker eingesteckt wird. Der Ladestecker ist üblicherweise Bestandteil eines Ladegeräts, das ferner mindestens ein Ladekabel, die Laderegeleinrichtung und netzseitig ein Verbindungselement für einen Anschluss an das Stromversorgungsnetz umfasst.
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Insbesondere bei ungünstigen äußeren Bedingungen, beispielsweise bei Kälte, Schnee, Eis, Nässe, Dunkelheit, Schmutz oder Schlamm, ist die Bedienung eines solchen Ladegeräts, also das Einführen des Ladesteckers in den Anschluss des Elektrofahrzeugs, das Identifizieren des Benutzers am Ladegerät sowie das Vornehmen geeigneter Einstellungen am Ladegerät mühsam und mit Schwierigkeiten sowie zusätzlichem Aufwand verbunden. Beispielsweise müssen die Anzeige und die Bedienelemente eines Ladegeräts vor dem Ladevorgang zunächst von Schnee, Schmutz und Nässe befreit werden. Dies ist für den Benutzer mit Aufwand verbunden und verringert den Komfort sowie die Motivation eines Benutzers beim Ladevorgang und somit bei der Verwendung des Ladegeräts und Elektrofahrzeugs.
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Im Stand der Technik sind Ladestecker bekannt, die passive Bauelemente wie zum Beispiel elektrische Widerstände aufweisen, um der Steuerung in dem Elektrofahrzeug anzuzeigen, welche Strom- bzw. Leistungsmengen die vorliegende Infrastruktur maximal zum Aufladen bereitstellen kann. Ein Beispiel für eine derartige Offenbarung ist die
WO 2011/012 451 A1 .
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Andere Systeme umfassen einen Ladestecker, der einen Knopf aufweist, mit dem eine Ladeklappe, die den Anschluss am Elektrofahrzeug bedeckt, geöffnet werden kann. Ein solches System ist beispielsweise als „Tesla Charge Port Opener“ bekannt.
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Die
DE 10 2016 220 513 A1 offenbart einen Ladestecker für Ladesäulen, der über einen Knopf zur Steuerung des Ladevorgangs eines Elektrofahrzeugs verfügt. Durch unterschiedliche Betätigung des Knopfes (Betätigungsdauer, Betätigungsdruck, Betätigungsfrequenz) lassen sich Funktionen abrufen, die der jeweiligen Betätigungsart fest zugewiesen sind und beispielsweise das Verringern des Ladestroms betreffen.
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Die
DE 10 2012 021 502 A1 offenbart ebenfalls einen Ladestecker zum Laden einer Mobileinheit an einer elektrischen Energiequelle. Dabei weist der Ladestecker eine Vielzahl von Betätigungs- und Anzeigeelementen auf. Jedem Betätigungselement ist hierbei eine entsprechende Funktion zugeordnet, wodurch beispielsweise die Wahl der Ladezeit vorgenommen werden kann.
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Die
DE 10 2012 021 518 A1 beschreibt ein Verfahren zur Unterstützung eines Betankungs- bzw. Aufladevorgangs eines Fahrzeugs. Dazu ist das Fahrzeug mit einem optischen und/oder funkunterstützen Sensor versehen, der den Ladestecker in unmittelbarer Nähe erkennt und dadurch den Tankdeckel bzw. die Ladeklappe öffnet.
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Die
DE 43 38 171 C1 betrifft ein Tastatur- und Anzeigesystem im Inneren eines Kraftfahrzeugs zur Bedienung von Funktionen von Komponenten, insbesondere von Funktionen, die die Position und Eigenschaften von Passagiersitzen betreffen. Der Bediener des Kraftfahrzeugs kann dabei verschiedene Tasten mit einer Funktion aus einer Mehrzahl von wählbaren Funktionen belegen.
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Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Ladestecker, ein Ladegerät und ein Verfahren zum Aufladen eines Akkumulators eines Elektrofahrzeugs bereitzustellen, die einem Benutzer auch unter widrigen Bedingungen eine einfache und umfassende Durchführung des Ladevorgangs seines Elektrofahrzeugs ermöglichen.
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Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand der Ansprüche 1, 10 und 13 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Ausführungsformen sind Gegenstände der abhängigen Ansprüche.
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Ein erfindungsgemäßer Ladestecker zum Aufladen eines Akkumulators eines Elektrofahrzeugs umfasst einen verbraucherseitigen Anschluss zum Verbinden des Ladesteckers mit einem Anschluss des Elektrofahrzeugs und ein Betätigungselement zum Initiieren zumindest einer Funktion, die dem Ladevorgang des Elektrofahrzeugs zugeordnet ist. Das Betätigungselement ist durch den Bediener mit der zumindest einen Funktion belegbar, die aus einer Mehrzahl von wählbaren Funktionen auswählbar ist.
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Auf diese Art und Weise wird ein Ladestecker zum Aufladen eines Elektrofahrzeugs bereitgestellt, der eine besonders einfache und komfortable Durchführung des Ladevorgangs ermöglicht. Der Bediener kann zu einem beliebigen Zeitpunkt das Betätigungselement am Ladestecker mit zumindest einer von ihm gewählten Funktion belegen, die bei darauf folgenden Ladevorgängen durch einfaches Betätigen des Betätigungselements initiiert werden kann. Das Initiieren dieser Funktion an der zugehörigen Komponente, wie zum Beispiel an einer Ladestation, einem Ladegerät, einer Laderegeleinrichtung oder am Elektrofahrzeug kann dadurch entfallen. Es ist dann beispielsweise nicht mehr erforderlich, zum Initiieren der gewählten Funktion ein am Boden liegendes Ladegerät aufzuheben und gegebenenfalls von Verschmutzung zu befreien.
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Dass das Betätigungselement durch den Bediener mit der zumindest einen Funktion belegbar ist, bedeutet, dass das Betätigungselement derart ausgebildet ist, dass ihm durch den Bediener zumindest eine Funktion zuweisbar ist. Das Belegen des Betätigungselements mit der zumindest einen Funktion bzw. das Zuweisen der zumindest einen Funktion erfolgt bevorzugt durch das Programmieren einer dem Betätigungselement zugeordneten Steuer- oder Verarbeitungseinheit. Der Ladestecker kann selbst eine solche Steuer- oder Verarbeitungseinheit umfassen. Bevorzugt ist die Steuer- oder Verarbeitungseinheit aber in einer Ladestation oder einem Ladegerät, insbesondere einer Laderegeleinrichtung angeordnet.
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Die dem Ladevorgang zugeordnete Funktion kann im allgemeinen eine Funktion des Elektrofahrzeugs, einer Laderegeleinrichtung bzw. eines Ladegeräts oder eine sonstige mit dem Ladevorgang zusammenhängende Funktion sein, wie z.B. die in Identifikation des Fahrzeugs oder Bedieners.
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Das Betätigungselement ist am Ladestecker angeordnet, der zum Aufladen des Elektrofahrzeugs in einen Ladeanschluss des Elektrofahrzeugs gesteckt wird. Bevorzugt umfasst der Ladestecker ein Gehäuse, an dem das Betätigungselement angeordnet ist. Das Gehäuse des Ladesteckers kann einen Griffbereich zum Greifen des Ladesteckers durch den Bediener aufweisen und das Betätigungselement ist vorzugsweise in diesem Griffbereich oder unmittelbar neben dem Griffbereich angeordnet, um eine einfache Betätigung zu ermöglichen. Beispielsweise ist das Betätigungselement derart am Gehäuse des Ladesteckers angeordnet, dass es während des Haltens des Ladesteckers mit dem Daumen oder Zeigefinger betätigbar ist.
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Der Ladestecker umfasst bevorzugt eine Mehrzahl von elektrischen Leitungen zur Verbindung des verbraucherseitigen Anschlusses des Ladesteckers mit einer Laderegeleinrichtung. Üblicherweise weist der Ladestecker eine Mehrzahl von elektrischen Kontakten zum Anschluss an das Elektrofahrzeug auf und die Mehrzahl von elektrischen Leitungen ist dazu eingerichtet, die Mehrzahl von elektrischen Kontakten mit entsprechenden Anschlüssen der Laderegeleinrichtung zu verbinden.
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Dabei kann eine Leitung der Mehrzahl von elektrischen Leitungen des Ladesteckers (zum Beispiel ein Control Pilot) als Signalleitung zur kommunizierenden Verbindung des verbraucherseitigen Anschlusses des Ladesteckers und somit des Elektrofahrzeugs mit der Laderegeleinrichtung dienen.
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Bevorzugt umfasst der Ladestecker zudem eine Signalleitung zur kommunizierenden Verbindung des Betätigungselements mit der Laderegeleinrichtung. Diese Signalleitung kann auch mit dem verbraucherseitigen Anschluss des Ladesteckers verbunden sein und somit der kommunizierenden Verbindung des Betätigungselements mit dem Elektrofahrzeug dienen. Die Signalleitungen können auch integral als eine Signalleitung ausgebildet sein.
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Über die Signalleitung zur kommunizierenden Verbindung des Betätigungselements mit der Laderegeleinrichtung kann das Betätigungselement bei Betätigung ein Betätigungssignal an die Laderegeleinrichtung und insbesondere an eine Steuer- oder Verarbeitungseinheit der Laderegeleinrichtung senden. Die Steuer- oder Verarbeitungseinheit kann das Betätigungssignal gemäß der zugewiesenen Funktion verarbeiten und die Funktion initiieren.
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Die Mehrzahl von wählbaren Funktionen kann eine oder mehrere der folgenden Funktionen umfassen:
- a) Öffnen einer Ladeklappe des Elektrofahrzeugs zur Freigabe eines Ladeanschlusses,
- b) Schließen der Ladeklappe nach Beendigung des Ladevorgangs,
- c) Aktivieren einer Ladebereitschaft des Elektrofahrzeugs zum Ermöglichen des Ladevorgangs,
- d) Aktivieren des Ladevorgangs,
- e) Unterbrechen bzw. Deaktivieren des Ladevorgangs,
- f) Fortsetzen des Ladevorgangs,
- g) Anpassen einer Ladeleistung bzw. eines Ladestroms vor oder während des Ladevorgangs,
- h) Steuern der Laderegeleinrichtung bzw. der Einstellungen der Laderegeleinrichtung,
- i) Steuern bzw. Einstellen eines übergeordneten Lademanagementsystems,
- j) Ausgeben von Licht- oder Tonsignalen oder Licht- oder Toninformationen am Ladestecker, an einem Ladegerät oder an einem mobilen Endgerät,
- k) Funktionen betreffend das Umfeld des zu landenden Elektrofahrzeugs, insbesondere an einem Stellplatz des Elektrofahrzeugs,
- l) Identifikation und/oder Autorisierung eines Bedieners.
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Die zumindest eine Funktion kann sich nicht nur auf den elektrischen Ladevorgang an sich, sondern auch auf dessen Abrechnung und weitere Folgeaktionen beziehen. Die Liste der Mehrzahl von wählbaren Funktionen kann beliebig erweitert werden, wobei die Funktionen wesentlich von der jeweils vorliegenden Ladeinfrastruktur und den Eigenschaften bzw. Funktionalität des Elektrofahrzeugs abhängen.
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Ein übergeordnetes Lademanagementsystem nach Schritt i) kann beispielsweise eine Freischaltung eines oder mehrerer Ladegeräte, ein Lastmanagement (z.B. Stärke und Dauer des Aufladens) oder eine Priorisierung oder Zeitvorgabe (Vorrang, Abfolge und/oder Zeitpunkt des Aufladens mehrerer Verbraucher) vornehmen. Dies ist besonders dann von Vorteil, wenn das Lademanagementsystem eine Mehrzahl von Ladegeräten bzw. Ladestationen verwaltet.
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Das Ausgeben von Licht- oder Tonsignalen bzw. von Licht- oder Toninformationen gemäß Schritt j) kann beispielsweise erfolgen, um einen Ladezustand des Elektrofahrzeugs oder einen Handlungsbedarf zu signalisieren. Zum Ausgeben von Lichtsignalen bzw. - informationen umfasst der Ladestecker bevorzugt eine entsprechende Anzeigeeinrichtung, die getrennt vom Betätigungselement ausgebildet sein kann oder durch Beleuchtung des Betätigungselements bzw. seiner Umgebung verwirklicht sein kann. Zum Ausgeben von Tonsignalen bzw. -informationen umfasst der Ladestecker bevorzugt eine entsprechende Signaleinrichtung. Es versteht sich, dass die Anzeigeeinrichtung und/oder die Signaleinrichtung wahlweise am Ladegerät bzw. einer Ladestation, durch ein mobiles Endgerät oder an anderer geeigneter Stelle ausgebildet sein kann.
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Eine Funktion betreffend das Umfeld des zu ladenden Elektrofahrzeugs nach Schritt k) kann das Einschalten des Garagenlichts oder des Aktivieren von Wasser- oder Solarstrom zum Aufladen des Elektrofahrzeugs umfassen und beispielsweise über ein Heimnetzwerk und/oder das Internet erfolgen.
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Die Identifikation und/oder Autorisierung eines Bedieners nach Schritt i) kann verwendet werden, um den Ladevorgang in Abhängigkeit von der Identifikation eines Bedieners freizugeben, zu verweigern oder zu beenden. Zugleich kann eine Identifikation des Bedieners zur Abrechnung des Ladevorgangs verwendet werden.
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In Abhängigkeit von der jeweiligen Funktion wird diese durch Betätigung des Betätigungselements ausgelöst oder ausgeführt.
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In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Betätigungselement durch den Bediener mittels einer Benutzerschnittstelle mit der zumindest einen Funktion belegbar. Besonders bevorzugt ist die Benutzerschnittstelle als App auf einem mobilen Endgerät, als Anzeige und Bedienelement am Ladegerät, insbesondere an der Laderegeleinrichtung, oder kabelgebunden über einen PC oder eine Browseranwendung realisiert. Dadurch kann eine einfache und schnelle Programmierung des Betätigungselements ermöglicht werden.
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Um eine einfache und zuverlässige Handhabung des Betätigungselements zu erreichen, ist das Betätigungselement vorzugsweise als Taste, als Schalter oder als Sensor, insbesondere als Berührungs- oder Temperatursensor ausgebildet.
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Der verbraucherseitige Anschluss des Ladesteckers ist bevorzugt als IEC-Typ2-, IEC-Typ1-, CHAdeMO oder als CCS-Anschluss ausgebildet. Derartige Ladestecker haben sich weitgehend im Markt durchgesetzt und decken daher eine Vielzahl von Ladeoptionen und möglichen Elektrofahrzeugen ab, die einen dazu passenden Ladeanschluss aufweisen.
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In einer Ausführungsform ist das Betätigungselement mit zumindest zwei Funktionen der Mehrzahl von Funktionen belegbar, wobei die zumindest zwei Funktionen durch unterschiedliche Betätigungsarten des Betätigungselements initiierbar sind. Zum Beispiel kann eine erste Funktion der Mehrzahl von Funktionen durch eine erste Betätigungsart und eine zweite Funktion der Mehrzahl von Funktionen durch eine zweite Betätigungsart initiiert werden.
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Die unterschiedlichen Betätigungsarten können unterschiedliche Betätigungsdauern (z.B. langes oder kurzes Drücken), unterschiedliche Betätigungsanzahl (z.B. einmaliges oder mehrmaliges Drücken), unterschiedliche Betätigungsfrequenzen (z.B. mehrmals schnelles oder mehrmals langsames Drücken) oder eine Kombination daraus umfassen.
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Ein erfindungsgemäßes Ladegerät zum Aufladen eines Akkumulators eines Elektrofahrzeugs umfasst eine Laderegeleinrichtung zur Regelung von Parametern der Aufladung des Akkumulators des Elektrofahrzeugs, einen netzseitigen Anschluss zum Anschließen des Ladegeräts an ein Stromnetz, und einen erfindungsgemäßen Ladestecker zum Anschließen des Ladegeräts an das Elektrofahrzeug. Der netzseitige Anschluss und der Ladestecker sind mit der Laderegeleinrichtung verbunden.
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Das Ladegerät ist vorzugsweise als mobiles Ladegerät ausgebildet, bei dem der netzseitige Anschluss mittels eines ersten Ladekabels mit der Laderegeleinrichtung verbunden ist und der verbraucherseitige Anschluss des Ladesteckers mittels eines zweiten Ladekabels mit der Laderegeleinrichtung verbunden ist. Mit weiterem Vorteil ist das mobile Ladegerät derart ausgebildet, dass es in einem Elektrofahrzeug transportierbar ist. Mit einem derartigen mobilen Ladegerät und zugehörigen Adaptern für den Anschluss an das öffentliche Stromversorgungsnetz ist der Benutzer für sämtliche Eventualitäten gerüstet, um das Elektrofahrzeug in unterschiedlichsten Ländern und Umgebungen aufladen zu können. Damit ist das Aufladen weitgehend unabhängig von der vorgegebenen Infrastruktur möglich.
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Das Ladegerät kann aber auch als stationäres Ladegerät, wie zum Beispiel als Wallbox oder (öffentliche) Ladestation ausgebildet sein. Bei diesen ist zumindest der verbraucherseitige Anschluss des Ladesteckers mittels eines Ladekabels der Laderegeleinrichtung verbunden. Netzseitig kann die Laderegeleinrichtung dann direkt an das Stromnetz angeschlossen sein.
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Der netzseitige Anschluss kann beispielsweise als Schuko-, Camping-, CEE-16-, CEE-32-, IEC-Typ1- oder IEC-Typ2-Anschluss ausgebildet sein. Es ist möglich, den netzseitigen Anschluss mittels einer lösbaren Verbindung mit der Laderegeleinrichtung zu verbinden, um unterschiedliche Typen von Anschlüssen mit der Laderegeleinrichtung verbinden zu können. Der netzseitige Anschluss kann dadurch einfach an die jeweils vorliegende Entnahmemöglichkeit angepasst werden. Dies ist vor allem bei einem mobilen Ladegerät von Vorteil.
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Die Laderegeleinrichtung ist dazu eingerichtet, einen Ladestrom zum Aufladen des Akkumulators des Elektrofahrzeugs zu regulieren und/oder einen Ladevorgang zum Aufladen des Akkumulators des Elektrofahrzeugs zu überwachen. Hierzu umfasst die Laderegeleinrichtung eine Steuereinheit, die Signale vom Elektrofahrzeug, vom verbraucherseitigen und vom netzseitigen Anschluss empfangen und verarbeiten kann.
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Vorzugsweise umfasst die Laderegeleinrichtung ferner eine Verarbeitungseinheit, die dazu eingerichtet ist, die vom Betätigungselement empfangenen Betätigungssignale zu verarbeiten und nach dieser Verarbeitung die zumindest eine Funktion zu initiieren. Hierzu sendet die Verarbeitungseinheit entsprechende Signale an den Ladestecker bzw. das Elektrofahrzeug oder an die Steuereinheit der Laderegeleinrichtung. Die Verarbeitungseinheit kann auch als Teil der Steuereinheit ausgebildet sein. Alternativ kann der Ladestecker eine entsprechende Verarbeitungseinheit aufweisen. Die Verarbeitungseinheit kann jedoch auch in einem Backend-System auf einem Server ausgelagert sein. Dies ist zum Beispiel dann sinnvoll, wenn eine Vielzahl von Ladestationen an einem Parkplatz bereitgestellt wird, die zentral von einer Steuereinheit verwaltet wird.
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In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das Ladegerät weiterhin eine Benutzerschnittstelle zum Belegen des Betätigungselements mit der zumindest einen Funktion durch den Bediener. Die Benutzerschnittstelle kann, wie oben beschrieben, als App, am Ladegerät, insbesondere an der Laderegeleinrichtung, oder kabelgebunden realisiert werden.
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Zum Beispiel kann das Ladegerät eine Anzeige sowie zumindest ein Bedienelement umfassen, mittels derer das Betätigungselement mit der zumindest einen Funktion belegt werden kann. Für eine kabelgebundene Benutzerschnittstelle kann das Ladegerät einen entsprechenden Anschluss, wie zum Beispiel einen Netzwerkanschluss umfassen.
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Besonders bevorzugt umfasst das Ladegerät und insbesondere die Laderegeleinrichtung eine Kommunikationsschnittstelle, vorzugsweise eine drahtlose Kommunikationsschnittstelle. Mittels der Kommunikationsschnittstelle kann die Laderegeleinrichtung mit mobilen Endgeräten, anderen Ladegeräten bzw. -stationen, einem Server, einer Datenbank oder einer Cloud kommunizieren. Eine besonders komfortable Anwendung ergibt sich bei Verwendung einer drahtlosen Kommunikationsschnittstelle, die mit mobilen Endgeräten, wie zum Beispiel Smartphones, kommunizieren kann, wobei die Benutzerschnittstelle als App auf einem mobilen Endgerät ausgebildet ist.
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Vorzugsweise erfolgt die Belegung bzw. Programmierung des Betätigungselements über die Verarbeitungseinheit. Der Bediener gibt eine entsprechende Auswahl der zumindest einen Funktion über die Benutzerschnittstelle ein und die Verarbeitungseinheit verarbeitet diese Auswahl, weist dem Betätigungselement die entsprechende zumindest eine Funktion zu und speichert diese Zuordnung. Ist die Verarbeitungseinheit im Ladestecker vorgesehen, kann auch die Kommunikationsschnittstelle und/oder Benutzerschnittstelle am Ladestecker vorgesehen sein.
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Ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Aufladen eines Elektrofahrzeugs umfasst die folgenden Schritte:
- a) Bereitstellen eines erfindungsgemäßen Ladegeräts;
- b) Belegen des Betätigungselements mit der zumindest einen Funktion durch den Bediener;
- c) Verbinden des netzseitigen Anschluss des Ladegeräts mit einem Stromnetz;
- d) Verbinden des verbraucherseitigen Anschlusses des Ladesteckers mit dem Elektrofahrzeug;
- e) Betätigen des Betätigungselements zum Initiieren der zumindest einen Funktion bei Bedarf; und
- f) Aufladen des Elektrofahrzeugs durch das Ladegerät.
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Auf diese Art und Weise kann das Betätigungselement vor der Benutzung des Ladegeräts zum Aufladen des Elektrofahrzeugs mit einer gewünschten Funktion belegt werden, um nachfolgende Ladevorgänge zu vereinfachen.
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Es versteht sich, dass alle unter Bezug auf den erfindungsgemäßen Ladestecker und das erfindungsgemäße Ladegerät beschriebenen Merkmale, Funktionen und Handlungen auf das erfindungsgemäße Verfahren übertragbar sind und in geeigneter Weise als Verfahrensschritte formuliert werden können.
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Die Schritte a) bis c) erfolgen bevorzugt vor Inbetriebnahme des Ladegeräts und anschließend nur noch bei Bedarf, zum Beispiel wenn die zumindest eine durch das Betätigungselement initiierte Funktion geändert werden soll. Die Schritte d) bis f) stellen den eigentlichen Ladevorgang des Elektrofahrzeugs dar und werden somit bei jedem Ladevorgang wiederholt. Je nach Funktion des Betätigungselements kann Schritt e) zu einem beliebigen Zeitpunkt, vorzugsweise nach Schritt c) erfolgen.
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Das Belegen des Betätigungselements gemäß Schritt b) erfolgt bevorzugt mittels des Ladegeräts, mehr bevorzugt mittels der Laderegeleinrichtung, und/oder mittels eines mobilen Endgeräts, wie zuvor bereits beschrieben.
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Ferner umfasst das Belegen gemäß Schritt b) vorzugsweise das Auswählen der zumindest einen gewünschten Funktion an einer Benutzerschnittstelle durch den Bediener; das Verarbeiten der Auswahl durch eine dem Ladegerät zugeordnete Verarbeitungseinheit; und das Zuweisen der zumindest einen ausgewählten Funktion zum Betätigungselement sowie das Speichern dieser Zuweisung. Auch das Zuweisen der zumindest einen Funktion zum Betätigungselement erfolgt bevorzugt durch die Verarbeitungseinheit.
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Diese und weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung beschrieben.
- 1 ist eine schematische Darstellung einer bevorzugten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Ladegeräts.
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Ein erfindungsgemäßes Ladegerät 2 zum Aufladen eines Akkumulators eines Elektrofahrzeugs 4 umfasst eine Laderegeleinrichtung 6 zur Regelung von Ladeparametern, einen netzseitigen Anschluss 8 zum Anschließen des Ladegeräts 2 an ein Stromnetz, das durch eine Steckdose 10 angedeutet ist, sowie einen erfindungsgemäßen Ladestecker 12 zum Anschließen des Ladegeräts 2 an einen Ladeanschluss 14 des Elektrofahrzeugs 4.
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In der dargestellten Ausführungsform ist das Ladegerät 2 als mobiles Ladegerät ausgebildet, bei dem der netzseitige Anschluss 8 mittels eines ersten Ladekabels 16 mit der Laderegeleinrichtung 6 verbunden ist und der Ladestecker 12 mittels eines zweiten Ladekabels 18 mit der Laderegeleinrichtung 6 verbunden ist.
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Der Ladestecker 12 umfasst vorzugsweise ein aus Kunststoff gebildetes Gehäuse 20 und an seinem fahrzeugseitigen Ende einen verbraucherseitigen Anschluss 22 zum Verbinden des Ladesteckers 12 mit dem Ladeanschluss 14 des Elektrofahrzeugs 4. Bevorzugt ist der verbraucherseitige Anschluss 22 als IEC-Typ-2 Kupplung ausgebildet.
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Zudem umfasst der Ladestecker 12 ein Betätigungselement 24 zum Initiieren zumindest einer Funktion, die dem Ladevorgang des Elektrofahrzeugs 4 zugeordnet ist. Das Betätigungselement 24 ist am Gehäuse 20 des Ladesteckers 12 angeordnet, sodass es beim Einstecken des Ladesteckers 12 in den Ladeanschluss 14 des Elektrofahrzeugs 4 einfach betätigt werden kann.
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Der Ladestecker 12 umfasst eine Mehrzahl von elektrischen Leitungen 26 zur Verbindung des verbraucherseitigen Anschlusses 22 bzw. des Elektrofahrzeugs 4 mit der Laderegeleinrichtung 6. Üblicherweise dient zumindest eine Leitung der Mehrzahl von elektrischen Leitungen 26 als Signalleitung 28 zur kommunizierenden Verbindung zwischen dem verbraucherseitigen Anschluss 22, dem Elektrofahrzeug 4 und der Laderegeleinrichtung 6.
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Eine weitere Signalleitung 30 ist zur kommunizierenden Verbindung des Betätigungselements 24 mit der Laderegeleinrichtung 6 und optional mit dem Elektrofahrzeug 4 vorgesehen. Auch diese weitere Signalleitung 30 ist bevorzugt durch eine der Mehrzahl von elektrischen Leitungen 26 gebildet. Die beiden Signalleitungen 26 und 30 können auch durch eine einzige Signalleitung gebildet sein. Bevorzugt ist die Mehrzahl von elektrischen Leitungen 26 im ersten Ladekabel 18 untergebracht, das die Mehrzahl von elektrischen Leitungen 26 durch Kunststoffummantelungen elektrisch voneinander isoliert.
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Zum Regulieren und/oder Überwachen eines Ladevorgangs umfasst die Laderegeleinrichtung eine Steuereinheit 32, die Signale vom Elektrofahrzeug 4, vom verbraucherseitigen Anschluss 22 und vom netzseitigen Anschluss 8 empfängt und verarbeitet und beispielsweise einen Ladestrom entsprechend einstellt.
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Das Betätigungselement 24 ist durch den Bediener mit der zumindest einen Funktion belegbar, die aus einer Mehrzahl von wählbaren Funktion auswählbar ist. Mit anderen Worten ist die Funktion des Betätigungselements 24 durch den Bediener auf einfache Art und Weise programmierbar.
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Es ist eine Verarbeitungseinheit 34 vorgesehen, die dazu eingerichtet ist, Betätigungssignale, die vom Betätigungselement 24 empfangen werden, zu verarbeiten und nach dieser Verarbeitung die zumindest eine Funktion zu initiieren, mit der das Betätigungselement 24 belegt ist. Hierzu ist die Verarbeitungseinheit 34 vorzugsweise kommunizierend mit dem Ladestecker 12, dem Elektrofahrzeug 4, der Steuereinheit 32 und/oder dem netzseitigen Anschluss 8 verbunden. Über diese kommunizierenden Verbindungen sendet die Verarbeitungseinheit 34 Signale zum Initiieren der zumindest einen Funktion an die betroffene Komponente.
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In der dargestellten bevorzugten Ausführungsform umfasst die Laderegeleinrichtung 6, insbesondere die Steuereinheit 32 der Laderegeleinrichtung 6 die Verarbeitungseinheit 34.
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Zum Programmieren bzw. Belegen des Betätigungselements 24 mit der zumindest einen Funktion durch den Bediener kann eine Benutzerschnittstelle 36 vorgesehen sein, wobei in 1 zwei beispielhafte Ausführungen in Form einer ersten Benutzerschnittstelle 36a und in Form einer zweiten Benutzerschnittstelle 36b abgebildet sind.
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Die erste Benutzerschnittstelle 36a umfasst ein mobiles Endgerät 38, insbesondere ein Smartphone oder Tablet. Auf dem mobilen Endgerät 38 kann eine App zur Steuerung der Laderegeleinrichtung 6 bereitgestellt sein, über die auch die zumindest eine Funktion des Betätigungselements 24 programmierbar ist. Beispielsweise kann der Bediener in der App zumindest eine Funktion aus einer Mehrzahl von Funktionen auswählen und die Belegung des Betätigungselements 24 mit dieser Funktion bestätigen. Das mobile Endgerät 38 überträgt die Auswahl des Bedieners an die Laderegeleinrichtung 6, insbesondere an die Verarbeitungseinheit 34, die die entsprechende Zuweisung der zumindest einen Funktion zum Betätigungselement 24 vornimmt und umsetzt.
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Die Laderegeleinrichtung 6 kann eine Kommunikationsschnittstelle 40, vorzugsweise eine drahtlose Kommunikationsschnittstelle 40 zur Kommunikation mit dem mobilen Endgerät 38 oder anderen netzwerkfähigen Geräten, beispielsweise über ein Heimnetzwerk, umfassen. Über die Kommunikationsschnittstelle 40 kann die Laderegeleinrichtung 6 bevorzugt auch mit einer Datenbank, einer Cloud oder einem Server kommunizieren. Die Kommunikationsschnittstelle 40 ist zudem kommunizierend mit der Steuereinheit 32 und der Verarbeitungseinheit 34 der Laderegeleinrichtung 6 verbunden, um die Laderegeleinrichtung 6 über die Kommunikationsschnittstelle 40 zu steuern.
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Die zweite Benutzerschnittstelle 36b umfasst eine Anzeige 42 sowie zumindest ein Bedienelement, hier zwei Bedienelemente 44, die an der Laderegeleinrichtung 6 ausgebildet sind und kommunizierend mit der Steuereinheit 32 und der Verarbeitungseinheit 34 verbunden sind. In diesem Fall kann der Bediener die Auswahl der zumindest einen Funktion an der Laderegeleinrichtung 6 über die Bedienelemente 44 vornehmen und bestätigen. Die entsprechende Belegung des Betätigungselements 24 erfolgt dann wieder über die Verarbeitungseinheit 24.
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Mit der vorliegenden Erfindung werden ein Ladestecker, ein Ladegerät und ein Verfahren zum Aufladen eines Elektrofahrzeugs bereitgestellt, die durch eine benutzerindividuelle Belegung des ersten Betätigungselements den Ladevorgang vereinfachen und komfortabler gestalten.
