DE102020209653A1

DE102020209653A1 - Elektrisches Ladesystem zum Laden eines elektrischen Akkumulators

Info

Publication number: DE102020209653A1
Application number: DE102020209653.8A
Authority: DE
Inventors: Frank PETERSHAGEN; Ulrich Düsterhaus; Sven Bürig; Eva-Maria KLEINEMAS
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2020-07-30
Filing date: 2020-07-30
Publication date: 2022-02-03
Also published as: CN116056944A; WO2022023020A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein elektrisches Ladesystem (1) zum Laden eines elektrischen Akkumulators (7, 8, 9, 22), mit einer Master-Ladeeinheit (2) und einer Slave-Ladeeinheit (3, 4, 5, 6), wobei die Master-Ladeeinheit (2) eine Master-Steuereinheit (14) aufweist, mittels derer die Sla-ve-Ladeeinheit (3, 4, 5, 6) steuerbar ist, wozu die Master-Ladeeinheit (2) und die Sla-ve-Ladeeinheit (3, 4, 5, 6) miteinander koppelbar sind, und die Master-Ladeeinheit (2) direkt an ein elektrisches Energieversorgungsnetz (16) anschließbar ist und die Slave-Ladeeinheit (3, 4, 5, 6) indirekt über die Master-Ladeeinheit (2) an das elektrische Energieversorgungsnetz (16) anschließbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft gemäß Patentanspruch 1 ein elektrisches Ladesystem zum Laden eines elektrischen Akkumulators, insbesondere für Elektromobilitätsanwendungen.
Im Zuge einer immer weiter fortschreitenden Elektrifizierung der Mobilität, insbesondere der Individualmobilität, steigt der Bedarf an Ladeeinheiten, mittels derer elektrische Akkumulatoren, die mit Elektromobilitätsanwendungen in Zusammenhang stehen, effizient, insbesondere regelmäßig, elektrisch ladbar sind. Ein solcher mit Elektromobilitätsanwendungen zusammenhängender elektrischer Akkumulator ist beispielsweise ein elektrischer Traktionsakkumulator eines zumindest teilweise elektrisch antreibbar ausgebildeten Kraftfahrzeugs.
Ein Ansatz, um möglichst viele elektrische Akkumulatoren gleichzeitig elektrisch laden zu können, besteht beispielsweise darin, so genannte Ladehubs aufzustellen, die eine Vielzahl von elektrischen Ladeeinheiten aufweisen. Bekannt sind beispielsweise Ladehubs, die durch einen entsprechenden Automobilhersteller an Rasthöfen, etwa an Autobahnen, errichtet werden bzw. errichtet worden sind, wobei diese Ladehubs eine Vielzahl von Schnelladeeinheiten (HPC: High-Power-Charger) umfassen. In kleinerem Maßstab, beispielsweise in urbanen Umfeld, wird ebenfalls eine Vielzahl von Ladeeinheiten benötigt, so zum Beispiel in Wohn- und/oder Gewerbegebieten. Aufgrund einer derzeit noch uneinheitlichen Strategie der Automobilhersteller werden jedoch neben dem Schnellladeeinheiten noch andere Ladeeinheiten benötigt, so zum Beispiel mittelschnelle Gleichstrom-Ladeeinheiten, die mit 22 Kilowatt (kW) bis 150 kW elektrische Ladeenergie bereitstellen. Weiter besteht ein Bedarf an Wechselstrom-Ladeeinheiten, die mit 3,7 kW bis 22 kW elektrische Ladeenergie bereitstellen. Die derzeitigen Bestrebungen, urbane Bereiche und Gewerbegebiete mit den beschriebenen Ladeeinheiten auszurüsten, führt zu einem Änderungs- bzw. Aufrüstbedarf des örtlichen Energieversorgungsnetzes bzw. Stromnetzes. Denn aufgrund der hohen Leistungen, die zumindest die Gleichstromladeeinheiten erfordern, kommt es zu massiven punktuellen Energiebedarfsspitzen, auf welche das örtliche Energieversorgungsnetz derzeit oftmals noch nicht ausgelegt ist.
Die meisten herkömmlichen Ladeeinheiten arbeiten autark voneinander; das heißt, die herkömmlichen Ladeeinheiten kommunizieren nicht miteinander und sind des Weiteren oftmals nicht regelbar. Hierdurch ist das Problem der Energiebedarfsspitzen noch verstärkt, da die voneinander autark betreibbaren bzw. autark voneinander betriebenen Ladeeinheiten im Extremfall alle gleichzeitig maximal elektrische Energie aus dem Energieversorgungsnetz abzapfen, wodurch es - zumindest bereichsweise - zu einer Überlastung des Energieversorgungsnetzes kommen kann.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine besonders einfache und besonders aufwandsarme Möglichkeit zum besonders effizienten Laden eines mit einer Elektromobilitätsanwendung zusammenhängenden elektrischen Akkumulators zu schaffen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein elektrisches Ladesystem mit den im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst.
Ein erfindungsgemäßes elektrisches Ladesystem ist zum Laden eines elektrischen Akkumulators, insbesondere für Elektromobilitätsanwendungen, vorgesehen. Bei dem elektrischen Akkumulator, der mit Elektromobilitätsanwendungen zusammenhängt, handelt es sich insbesondere um einen Traktionsakkumulator eines zumindest teilweise elektrisch antreibbar ausgebildeten Kraftfahrzeugs. Das elektrische Ladesystem, das beispielsweise als ein Ladehub gestaltet sein kann, weist eine Master-Ladeeinheit und wenigstens eine Slave-Ladeeinheit auf, wobei die Master-Ladeeinheit eine Master-Steuereinheit aufweist, mittels derer die (wenigstens eine) Slave-Ladeeinheit steuerbar ist. Hierzu sind die Master-Ladeeinheit und die Slave-Ladeeinheit miteinander koppelbar oder gekoppelt. Das elektrische Ladesystem bzw. das Ladehub weist also die Master-Ladeeinheit und die Slave-Ladeeinheit oder mehr als eine Slave-Ladeeinheit auf. Des Weiteren ist vorgesehen, dass das elektrische Ladesystem lediglich eine einzige Master-Ladeeinheit aufweist, die dazu ausgebildet ist, die Slave-Ladeeinheiten desselben elektrischen Ladesystems zu steuern. Das bedeutet, dass die Slave-Ladeeinheiten des elektrischen Ladesystems und die Master-Ladeeinheit des elektrischen Ladesystems miteinander gekoppelt sind oder zumindest miteinander koppelbar sind.
Die Master-Ladeeinheit, insbesondere die Master-Steuereinheit, ist also dazu ausgebildet, der Slave-Ladeeinheit oder den Slave-Ladeeinheiten ein (jeweiliges) Steuersignal bereitzustellen, wobei die Slave-Ladeeinheit oder die Slave-Ladeeinheiten dazu ausgebildet ist/sind, das durch die Master-Steuereinheit bereitgestellte Steuersignal als Steuereingabe zu akzeptieren. Mit anderen Worten ist die jeweilige Slave-Ladeeinheit dazu eingebildet, mittels der Master-Ladeeinheit bzw. mittels der Master-Steuereinheit gesteuert zu werden.
Die Master-Ladeeinheit und die jeweilige Slave-Ladeeinheit sind beispielsweise mittels eines Datenübertragungselements kabellos und/oder kabelgebunden miteinander gekoppelt oder koppelbar, wobei das durch die Master-Steuereinheit generierte und bereitgestellte Steuersignal der Slave-Ladeeinheit über das Datenübertragungselement zustellbar ist. Bei dem Datenübertragungselement kann es sich beispielsweise um eine drahtlose Datenkommunikationsverbindung und/oder um ein Datenübertragungskabel etc. handeln.
Bei dem elektrischen Ladesystem ist weiter vorgesehen, dass die Slave-Ladeeinheit frei von einer eigenen Steuereinheit ist, sodass die jeweilige Slave-Ladeeinheit desselben elektrischen Ladesystems lediglich über die Master-Ladeeinheit bzw. deren Master-Steuereinheit steuerbar ist; ohne die Master-Steuereinheit bzw. ohne die Master-Ladeeinheit ist die jeweilige Slave-Ladeeinheit nicht bestimmungsgemäß betreibbar. Dennoch kann für einen Notbetrieb in der jeweiligen Slave-Ladeeinheit ein Not-Steuergerät vorgesehen sein, um einen Nutzer des elektrischen Ladesystems bzw. der Slave-Ladeeinheit bei ausgefallener bzw. nicht ordnungsgemäß funktionierender Master-Steuereinheit eine Lademöglichkeit bereitzustellen.
Bei dem elektrischen Ladesystem, das die Master-Ladeeinheit und die wenigstens eine Slave-Ladeeinheit aufweist, ist lediglich die Master-Ladeeinheit direkt an ein elektrisches Energieversorgungsnetz, beispielsweise ein kommunales Stromnetz, anschließbar oder angeschlossen, wobei die wenigstens eine Slave-Ladeeinheit indirekt, insbesondere ausschließlich indirekt, über die Master-Ladeeinheit an das elektrische Energieversorgungsnetz anschließbar oder angeschlossen ist. Das bedeutet, dass die Slave-Ladeeinheit, indem diese mit der Master-Ladeeinheit koppelbar bzw. gekoppelt ist, über die Master-Ladeeinheit an das elektrische Energieversorgungsnetz anschließbar oder angeschlossen ist. Für die Slave-Ladeeinheit ist es insbesondere nicht vorgesehen, dass diese direkt, das heißt ohne zwischengeschaltete Master-Ladeeinheit, an das elektrische Energieversorgungsnetz anschließbar ist. Das elektrische Ladesystem weist dementsprechend ein Energieübertragungselement auf, über welches die Master-Ladeeinheit und die jeweilige Slave-Ladeeinheit miteinander verbindbar oder verbunden sind. Bei dem elektrischen Energieübertragungselement handelt es sich zum Beispiel um ein Stromkabel, um eine Stromschiene etc. Das bedeutet, dass das elektrische Ladesystem sowohl das Energieübertragungselement als auch das Datenübertragungselement aufweist. Hierbei ist es denkbar, dass das Datenübertragungselement und das Energieübertragungselement beispielsweise zu einem Daten- und Energieübertragungskabel zusammengefasst sind. Jedoch ist es bevorzugt, wenn das Datenübertragungselement und das Energieübertragungselement räumlich zumindest so weit voneinander entfernt sind, dass ein Induzieren von Spannung mittels des Energieübertragungselements in das Datenübertragungselement verhindert ist, wenn das Datenübertragungselement als ein Datenübertragungskabel ausgebildet ist. Zum Verhindern eines solchen Induzierens von Spannung kann des Weiteren vorgesehen sein, dass das Energieübertragungselement und/oder das Datenübertragungselement entsprechend geschirmt sind/ist.
Indem die Slave-Ladeeinheiten lediglich indirekt an das elektrische Energieversorgungsnetz angeschlossen bzw. anschließbar sind, ist eine besonders einfache und besonders aufwandsarme Möglichkeit geschaffen, um den elektrischen Akkumulator besonders effizient zu laden. Insbesondere sind eine Vielzahl von elektrischen Akkumulatoren gleichzeitig mittels des Ladesystems ladbar, wobei ein Energiemanagement bzw. Lademanagement von der Master-Ladeeinheit für das gesamte elektrische Ladesystem übernommen wird. Das bedeutet, dass die Master-Steuereinheit eine Energiemanagementeinheit bzw. eine Lademanagementeinheit ist. Mit anderen Worten stellt die Master-Steuereinheit Energie- bzw. Lademanagementfunktionen bereit, insbesondere sowohl für die Master-Ladeeinheit als auch für die Slave-Ladeeinheit bzw. für die Slave-Ladeeinheiten. Da also die Master-Steuereinheit in besonders effizienter Weise für das gesamte elektrische Ladesystem das Energiemanagement bzw. das Lademanagement übernimmt, kann dem Problem von Energiebedarfsspitzen in besonders effizienter Weise begegnet werden. Des Weiteren ist es durch das elektrische Ladesystem möglich, eine vorhandene Infrastruktur des örtlichen Energieversorgungsnetzes besonders effizient und situationsadäquat auszunutzen, wobei auf ein aufwändiges Aufrüsten bzw. Umbauen des Energieversorgungsnetzes verzichtet werden kann. Mit anderen Worten ist mittels des elektrischen Ladesystems eine Kapazität des vorhandenen Energieversorgungsnetzes besonders effizient ausnutzbar. Denn es ist zum Beispiel denkbar, dass die Master-Steuereinheit den Slave-Ladeeinheiten des elektrischen Ladesystems bedarfsgerecht elektrische Energie aus dem Energieversorgungsnetz zuteilt bzw. bereitstellt.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des Ladesystems ist vorgesehen, dass die Master-Ladeeinheit in einem ersten Ladebetriebsmodus betreibbar ist, in welchem dem elektrischen Akkumulator mittels der Master-Ladeeinheit elektrische Energie eines ersten Leistungsniveaus bereitgestellt wird. Des Weiteren ist die Slave-Ladeeinheit in einem zweiten Ladebetrieb betreibbar, in welchem dem elektrischen Akkumulator mittels der Slave-Ladeeinheit elektrische Energie eines von dem ersten Leistungsniveau unterschiedlichen zweiten Leistungsniveaus bereitgestellt wird. Da generell bei dem Ladesystem vorgesehen sein kann, dass mittels dessen mehrere elektrische Akkumulatoren gleichzeitig geladen werden können, beispielsweise indem ein erstes Elektrofahrzeug an der Master-Ladeeinheit zum Laden angeschlossen ist und ein zweites Elektrofahrzeug zum Laden an der Slave-Ladeeinheit angeschlossen ist, kann dem jeweiligen elektrischen Akkumulator, der an das Ladesystem angeschlossen ist, die elektrische Energie anhand eines jeweiligen Leistungsniveaus bereitgestellt werden. Beispielsweise ist ein elektrische Akkumulator an die Master-Ladeeinheit angeschlossen, der mittels eines hohen Leistungsniveaus bzw. einer hohen Ladeleistung, beispielsweise mit 50 kW, ladbar ist. An der Slave-Ladeeinheit hingegen ist der weitere der elektrischen Akkumulatoren angeschlossen, wobei dieser weitere elektrische Akkumulator mittels eines niedrigeren Leistungsniveaus bzw. einer niedrigeren Ladeleistung ladbar ist, beispielsweise dem zweiten Leistungsniveau (beispielsweise mit 11 kW).
Dementsprechend sind die Master-Ladeeinheit und die Slave-Ladeeinheiten desselben Ladesystems voneinander unterschiedlich ausgebildet, zum einen, weil lediglich die Master-Ladeeinheit die Master-Steuereinheit aufweist und zum anderen, weil mittels der Master-Ladeeinheit das erste Leistungsniveau bereitstellbar ist, wohingegen mittels der Slave-Ladeeinheit das zweite Leistungsniveau bereitstellbar ist.
In diesem Zusammenhang ist es besonders bevorzugt, wenn mittels der Master-Steuereinheit der zweite Ladebetriebsmodus und infolgedessen das durch die Slave-Ladeeinheit bereitstellbare zweite Leistungsniveau in Abhängigkeit von dem an die Slave-Ladeeinheit zum elektrischen Laden anschließbaren oder angeschlossenen elektrischen Akkumulator einstellbar ist. Hierzu ist insbesondere vorgesehen, dass das Ladesystem und der Akkumulator, der mittels des Ladesystems geladen werden soll oder geladen wird, datentechnisch miteinander kommunizieren. Beispielsweise weisen das Ladesystem und der elektrische Akkumulator einen jeweiligen Datentransceiver auf, sodass das Ladesystem und der elektrische Akkumulator über die Datentransceiver datentechnisch miteinander koppelbar sind. So ist es beispielsweise denkbar, dass der elektrische Akkumulator bzw. das den elektrischen Akkumulator aufweisende Gerät, beispielsweise das Elektrofahrzeug, technische Daten, etwa Betriebsparameter, des elektrischen Akkumulators dem Ladesystem bereitstellt. Dies kann vor dem eigentlichen Ladevorgang, das heißt vor dem Anschließen des elektrischen Akkumulators an das Ladesystem, erfolgen und/oder unter einem Anschließen des elektrischen Akkumulators an das Ladesystem. Mit anderen Worten kann vorgesehen sein, dass der elektrische Akkumulator an dem Ladesystem angemeldet wird, bevor der elektrische Akkumulator physisch an das Ladesystem angeschlossen wird.
Bei den technischen Daten bzw. Betriebsparametern des Akkumulators handelt es sich beispielsweise um eine Ladekapazität, eine maximale Ladeleistung, mittels derer der elektrische Akkumulator ladbar ist, um einen Ladezustand (SOC: state of charge) etc. Die Master-Steuereinheit ist nun dazu ausgebildet, anhand der technischen Daten bzw. anhand der Betriebsparameter des elektrischen Akkumulators, der über die Slave-Ladeeinheit geladen werden soll, diesem über die Slave-Ladeeinheit elektrische Energie des zweiten Leistungsniveaus bereitzustellen und das zweite Leistungsniveau zu regeln bzw. einzustellen. Wird mittels des Ladesystems, beispielsweise mittels der Master-Steuereinheit, erfasst, dass der mittels der Slave-Ladeeinheit zu ladende elektrische Akkumulator lediglich mit 3,7 kW ladbar ist, wird das zweite Leistungsniveau auf diese 3,7 kW geregelt. Denn es ist dann nicht die volle Leistung des zweiten Leistungsniveaus (11 kW) erforderlich, um den elektrischen Akkumulator effizient zu laden. Weiter ist es beispielsweise denkbar, dass das zweite Leistungsniveau noch weiter heruntergeregelt wird, beispielsweise wenn der Ladestatus (SOC) des mittels der Slave-Ladeeinheit zu ladenden Akkumulators über 80 % beträgt. Denn dann wird der elektrische Akkumulator nur noch langsam, das heißt mit besonders geringer Ladeenergie, geladen, sodass dann vorgesehen ist, dass mittels der Master-Steuereinheit das zweite Leistungsniveau entsprechend geregelt wird. Die „überschüssige“ elektrische Energie, die mittels der Slave-Ladeeinheit bereitstellbar ist, kann dann mittels der Master-Steuereinheit an eine andere der Slave-Ladeeinheiten des elektrischen Ladesystems und/oder an das Master-Ladeeinheit vermittelt werden.
Auf diese Weise ist zum einen das elektrische Ladesystem besonders effizient betreibbar, da dieses bedarfsgerecht bzw. situationsadäquat über die Master-Ladeeinheit lediglich die aktuell benötigte Energie aus dem Energieversorgungsnetz abzapft. Zum anderen ist es denkbar, dass, wenn alle Ladeplätze bzw. Ladeeinheiten des elektrischen Ladesystems an zu ladenden Akkumulatoren angeschlossen sind, die „überschüssige“ elektrische Energie von einer ersten der Slave-Ladeeinheiten an eine andere der Ladeeinheiten geleitet wird, um dort den daran angeschlossenen Akkumulator besonders effizient, beispielsweise schneller, zu laden.
Alternativ oder zusätzlich kann bei dem Ladesystem vorgesehen sein, dass mittels der Master-Steuereinheit der zweite Ladebetriebsmodus und infolgedessen das durch die Slave-Ladeeinheit bereitstellbare zweite Leistungsniveau in Abhängigkeit von dem an die Master-Ladeeinheit zum elektrischen Laden anschließbaren oder angeschlossenen elektrischen Akkumulator einstellbar ist. Zum Beispiel kann ein Laden des Akkumulators, der an die Slave-Ladeeinheit angeschlossen ist, gedrosselt werden, wenn mittels des Ladesystems, insbesondere mittels der Master-Steuereinheit, erfasst wird, dass der an die Master-Ladeeinheit angeschlossene Akkumulator zu langsam bzw. anderweitig ineffizient geladen wird, da eine maximale Energie, die mittels des Ladesystems aus dem Energieversorgungsnetz abzapfbar ist, derart an die Slave-Ladeeinheiten verteilt ist, dass ein maximal effizientes Arbeiten der Master-Ladeeinheit verhindert ist. Das Laden aller Akkumulatoren, die an das Ladesystem angeschlossen sind, kann dann besonders effizient gestaltet werden, indem beispielsweise der Ladebetrieb der Slave-Ladeeinheiten jeweils um einen geringen Anteil gedrosselt wird und dieser Anteil der Master-Ladeeinheit zugewiesen wird wodurch eine gesamte Ladezeit bzw. Ladedauer der an das Ladesystem angeschlossenen Akkumulatoren insgesamt besonders gering ist oder sinkt.
Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform des Ladesystems sieht vor, dass diese somit einer Gleichrichtereinheit ausgerüstet ist, sodass die Master-Ladeeinheit in einem Gleichrichtbetriebsmodus betreibbar ist. Hierzu ist die Gleichrichtereinheit mittels der Master-Steuereinheit steuerbar, sodass in dem Gleichrichtbetriebsmodus mittels der Master-Ladeeinheit der Slave-Ladeeinheit eine gleichgerichtete elektrische Energie - das heißt Gleichstrom bzw. Gleichspannung - bereitgestellt wird, welche mittels der Slave-Ladeeinheit zum Laden des Akkumulators bereitstellbar ist. Dies ist insoweit vorteilhaft, als die jeweilige Slave-Ladeeinheit dann eine Multifunktionalität aufweist, nämlich zumindest - erstens - sind mittels der jeweiligen Slave-Ladeeinheit elektrische Akkumulatoren ladbar, die wechselgerichtete elektrische Energie, also Wechselstrom bzw. Wechselspannung, erfordern, und - zweitens - sind mittels der jeweiligen Slave-Ladeeinheit elektrische Akkumulatoren ladbar, die gleichgerichtete elektrische Energie zum Laden erfordern.
In diesem Zusammenhang hat es sich weiter als vorteilhaft herausgestellt, wenn die Master-Ladeeinheit, insbesondere die Master-Steuereinheit, eine Messeinrichtung zum eichrechtskonform Messen einer über die Slave-Ladeeinheit abgegebenen elektrischen Energiemenge aufweist. So ist ein Abrechnen der bereitgestellten elektrischen Energiemenge gemäß geltenden gesetzlichen Bestimmungen ermöglicht, sodass das elektrische Ladesystem an öffentlich zugänglichen Plätzen einsetzbar ist, ohne dass auf ein korrektes Abrechnen der erbrachten Leistung (der zum Laden des Akkumulators abgegebenen gleichgerichteten Energie) verzichtet werden muss.
Indem die Master-Steuereinheit diese Messeinrichtung umfasst, ist das Ladesystem besonders einfach strukturiert bzw. aufgebaut, wodurch das Ladesystem besonders effizient bzw. wirtschaftlich günstig herstellbar ist. Denn die Master-Steuereinheit weist dann eine Multifunktionalität auf, nämlich übernimmt die Master-Steuereinheit zumindest - erstens - die Lade- bzw. Energiemanagementfunktionen und - zweitens - das eichrechtskonforme Messen, insbesondere Abrechnen, der elektrischen Energiemenge, die zum Laden eines Akkumulators aufgewendet worden ist.
Es ist des Weiteren denkbar, dass die Messeinrichtung dazu ausgebildet ist, die über die Master-Ladeeinheit abgegebenen elektrische Energiemenge eichrechtskonform zu messen bzw. abzurechnen.
Ferner ist es bei dem Ladesystem, insbesondere bei der Messeinrichtung, von Vorteil, wenn diese dazu ausgebildet ist, eine Menge einer der Gleichrichtereinheit bereitgestellten elektrischen Energie eichrechtskonform zu messen, um indirekt eine Menge der über die Slave-Ladeeinheit abgegebenen gleichgerichteten elektrischen Energie eichrechtskonform zu messen. Beispielsweise könnte ein Wirkungsgrad der Gleichrichtereinheit berücksichtigt werden, um eine besonders zuverlässige Messung dieser gleichgerichteten Energiemenge zu gewährleisten. So sind bei dem Ladesystem sowohl wechselgerichtete elektrische Energie als auch gleichgerichtete elektrische Energie besonders effizient abrechenbar bzw. messbar, wodurch einem Gedanken an eine besonders breite Verfügbarkeit von flexibel einsetzbaren Ladeeinheiten in besonderem Maße Rechnung getragen ist. Denn durch das eichrechtskonforme Messen ist ein öffentlicher Betrieb des Ladesystems denkbar, wobei die Energiemenge individuell abrechenbar ist.
In weitere vorteilhafter Ausgestaltung des Ladesystems ist vorgesehen, die Master-Ladeeinheit in einem Schnellladebetriebsmodus betreibbar ist und hierzu einen internen stationären elektrischen Akkumulator umfasst, wobei in dem Schnellladebetriebsmodus dem zu ladenden Akkumulator elektrische Energie aus dem internen Akkumulator und - insbesondere gleichzeitig - direkt aus dem elektrischen Energieversorgungsnetz bereitgestellt wird. Das bedeutet, dass das Ladesystem, insbesondere die Master-Ladeeinheit, einen eigenen elektrischen Akkumulator aufweist, der immobil bzw. ortsfest, ausgebildet ist. Beispielsweise kann der interne elektrische Akkumulator Teil der Master-Ladeeinheit sein und insbesondere körperlich in einem Gehäuse der Master-Ladeeinheit angeordnet sein.
Es ist beispielsweise vorgesehen, dass das Ladesystem, wenn dieses in einem Ruhebetrieb betrieben wird, in welchem kein zu ladender elektrischer Akkumulator bzw. kein ElektroFahrzeug zum Laden an das Ladesystem angeschlossen ist, diese freie Kapazität genutzt wird, um den internen bzw. stationären elektrischen Akkumulator zu laden bzw. weiterzuladen. Dies gilt in analoger Weise für einen Teillastbetrieb des Ladesystems, in welchem lediglich einige der Ladeeinheiten gleichzeitig zum Laden von elektrischen Akkumulatoren eingesetzt sind.
Die Master-Ladeeinheit, die den internen Akkumulator umfasst, ist dann dazu ausgebildet, zumindest in dem Schnellladebetriebsmodus dem an die Master-Ladeeinheit angeschlossenen Akkumulator oder den an die Master-Ladeeinheit angeschlossenen Akkumulatoren elektrische Energie aus dem elektrischen Energieversorgungsnetz und elektrische Energie aus dem internen Akkumulator bereitzustellen, wobei die elektrische Energie aus dem Energieversorgungsnetz direkt dem zu ladenden Akkumulator bzw. den zu ladenden Akkumulatoren bereitgestellt wird, beispielsweise ohne zuvor in dem internen Akkumulator gespeichert zu werden. So addiert sich im Schnellladebetriebsmodus die Ladeleistung aus einer ersten Ladeleistung, die direkt aus dem elektrischen Energieversorgungsnetz entnommen wird und aus einer zweiten Ladeleistung, die aus dem internen Akkumulator entnommen wird.
Demnach ist mittels des Ladesystems eine besonders effiziente Möglichkeit geschaffen, entsprechend ausgebildete Akkumulatoren besonders schnell zu laden, ohne das Energieversorgungsnetz aufwändig aufrüsten bzw. umbauen zu müssen.
In Zusammenhang mit dem Schnellladebetriebsmodus bzw. mit dem internen elektrischen Akkumulator des Ladesystems hat es sich weiter als vorteilhaft herausgestellt, wenn die Master-Ladeeinheit in einem internen Ladebetriebsmodus betreibbar ist, in welchem der interne elektrische Akkumulator der Master-Ladeeinheit direkt über das elektrische Energieversorgungsnetz elektrisch geladen wird. Wie bereits beschrieben geschieht dies in bevorzugter Weise während des Ruhebetriebs bzw. Teillastbetriebs des Ladesystems.
Schließlich ist gemäß einer weiteren Ausführungsform des Ladesystems vorgesehen, dass mittels der Master-Steuereinheit der erste Ladebetriebsmodus, der zweite Ladebetriebsmodus und/oder der interne Ladebetriebsmodus gemäß einer vorgegebenen bzw. vorgebbaren Priorisierungsreihenfolge deaktivierbar bzw. aktivierbar und/oder regelbar sind. Ferner kann bei der Priorisierung der Ladebetriebsmodi der Gleichrichtbetriebsmodus - sofern dieser bei der entsprechenden Ausgestaltung des Ladesystems vorgesehen ist - mit berücksichtigt werden.
Die Priorisierungsreihenfolge, nach welcher der erste Ladebetriebsmodus, der zweite Ladebetriebsmodus und der interne Ladebetriebsmodus sowie gegebenenfalls der Gleichrichtbetriebsmodus priorisierbar sind bzw. priorisiert werden, stellt sich bevorzugter Weise wie folgt dar:

Höchste Priorität (Priorität 1) ist dem ersten Ladebetriebsmodus der Master-Steuereinheit, insbesondere dem Schnellladebetriebsmodus, zugeordnet, wobei dem an die Master-Ladeeinheit angeschlossenen Akkumulator elektrische Energie direkt aus dem Energieversorgungsnetz und gleichzeitig elektrische Energie aus dem internen Akkumulator bereitgestellt wird. Nachfolgende Priorität (Priorität 2) ist den Slave-Ladeeinheiten bzw. den jeweiligen zweiten Ladebetriebsmodi zugeordnet. Hierbei wird der jeweilige an die jeweilige Slave-Ladeeinheit angeschlossene Akkumulator mit gleichgerichteter oder wechselgerichteter elektrischer Energie versorgt, wobei die Ladeleistung geringer ist als im ersten Ladebetriebsmodus bzw. im Schnellladebetriebsmodus der Master-Ladeeinheit. Priorität 3 ist dem internen Ladebetriebsmodus zugeordnet, sodass der interne bzw. stationäre elektrische Akkumulator der Master-Ladeeinheit lediglich bei freier Kapazität des Ladesystems geladen wird. Gleiches gilt für die gemäß Priorität 2 betreibbaren Slave-Ladeeinheiten, wobei denkbar ist, dass diese gemäß einer zur Verfügung stehenden Restkapazität des Ladesystems betreibbar sind, welche bei Nutzung bzw. bei Betrieb der Master-Ladeeinheit noch zur Verfügung steht.

Auf diese Weise ist die elektrische Energie, die über die Master-Ladeeinheit aus dem Energieversorgungsnetz abgezapft wird, besonders effizient zwischen den Ladeeinheiten, insbesondere zwischen den einzelnen Betriebsmodi des Ladesystems bzw. der Ladeeinheiten verteilbar. Folglich wird bei vorhandenen bzw. gegebenem Energieversorgungsnetz dessen Leistung besonders effizient ausgenutzt, ohne für einen besonders effizienten Betrieb des Ladesystems das Energieversorgungsnetz umgestalten bzw. umbauen zu müssen.
Obwohl hierin in Zusammenhang mit dem Laden des jeweiligen elektrischen Akkumulators bzw. des jeweiligen Elektrofahrzeugs davon die Rede ist, den elektrischen Akkumulator bzw. das Elektrofahrzeug an das Ladesystem anzuschließen, ist zu verstehen, dass das Ladesystem bzw. die jeweilige Ladeeinheit Mittel aufweisen kann, mittels der ein korrespondierender Akkumulator unter Ausbleiben eines mechanischen Verbindens mit dem Ladesystem ladbar ist, beispielsweise auf induktivem Wege. Dementsprechend gilt das oben Dargelegte für ein kabelloses bzw. drahtloses, insbesondere induktives Laden in analoger Weise.
Die Erfindung umfasst auch die Kombinationen der Merkmale der beschriebenen Ausführungsformen.
Im Folgenden ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben. Hierzu zeigt die einzige Figur in schematischer Darstellung ein elektrisches Ladesystem mit einer Master-Ladeeinheit und einer Vielzahl von Slave-Ladeeinheiten.
Bei dem im Folgenden erläuterten Ausführungsbeispiel handelt es sich um eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung. Bei dem Ausführungsbeispiel stellen die beschriebenen Komponenten der Ausführungsform jeweils einzelne, unabhängig voneinander zu betrachtende Merkmale der Erfindung dar, welche die Erfindung jeweils auch unabhängig voneinander weiterbilden und damit auch einzeln oder in einer anderen als der gezeigten Kombination als Bestandteil der Erfindung anzusehen sind. Des Weiteren ist die beschriebene Ausführungsform auch durch weitere der bereits beschriebenen Merkmale der Erfindung ergänzbar.
In der einzigen Figur sind funktionsgleiche Elemente jeweils mit denselben Bezugszeichen versehen.
Die einzige Fig. zeigt in schematischer Darstellung ein elektrisches Ladesystem 1 mit einer Master-Ladeeinheit 2 und einer Vielzahl von Slave-Ladeeinheiten 3, 4, 5, 6. Das elektrische Ladesystem 1 weist also die Master-Ladeeinheit 2 und wenigstens eine Slave-Ladeeinheit 3, 4, 5, 6 auf. Im vorliegenden Beispiel sind vier Slave-Ladeeinheiten 3, 4, 5, 6 abgebildet, wobei zu verstehen ist, dass das Ladesystem 1 alternativ mehr als vier Slave-Ladeeinheiten 3, 4, 5, 6 oder weniger als die vier Slave-Ladeeinheiten 3, 4, 5, 6 aufweisen kann.
Das elektrische Ladesystem 1 ist zum Laden eines elektrischen Akkumulators 7, 8, 9 ausgebildet. Hierzu ist der jeweilige Akkumulator 7, 8, 9 mit dem Ladesystem 1, insbesondere mit einer der Ladeeinheiten 2, 3, 4, 5, 6 elektrische verbindbar bzw. koppelbar, sodass mittels des Ladesystems 1 , wenn dieses mit dem entsprechenden zu ladenden Akkumulator 7, 8, 9 zumindest elektrisch verbunden ist, dem entsprechenden Akkumulator 7, 8, 9 elektrische Energie zum Laden des entsprechenden Akkumulators 7, 8, 9 bereitgestellt wird. Es ist hierbei denkbar, dass das Bereitstellen der elektrischen Energie kabellos, beispielsweise induktiv, erfolgt. Vorliegend ist vorgesehen, dass der entsprechenden Akkumulator 7, 8, 9 und das Ladesystem 1 zum Laden elektrisch und mechanisch miteinander gekoppelt bzw. verbunden werden, beispielsweise mittels einer jeweiligen Ladekabeleinheit 10.
Der jeweilige Akkumulator 7, 8, 9, der mittels des Ladesystems 1 ladbar oder wiederaufladbar ist, ist zur Verwendung im Bereich der Elektromobilität ausgebildet. Insbesondere handelt es sich bei dem jeweiligen elektrischen Akkumulator 7, 8, 9 jeweils um einen Traktionsakkumulator eines zumindest teilweise elektrisch antreibbar ausgebildeten Kraftfahrzeugs 11, 12, 13. Des Weiteren ist es denkbar, dass der jeweilige Akkumulator 7, 8, 9 alternativ als ein von einem Traktionsakkumulator unterschiedlicher Akkumulator ausgebildet ist, beispielsweise als ein Pufferakkumulator, der nicht in direktem Zusammenhang mit einem Vortrieb eines Kraftfahrzeugs steht. Denn ein solcher Pufferakkumulator steht ebenfalls in Zusammenhang mit Elektromobilitätsanwendungen, beispielsweise um Energiebedarfsspitzen abzufangen und/oder in nachfrageschwachen Zeiten ein Überangebot an elektrischer Energie aufzunehmen, um diese in nachfragestarken Zeiten wieder abzugeben. So ist es beispielsweise denkbar, dass an freie der Ladeeinheiten 2, 3, 4, 5, 6, das heißt wenn daran kein zu ladendes Kraftfahrzeug 11, 12, 13 angeschlossen ist, dafür genutzt wird, um den Pufferakkumulator aufzuladen.
Das Ladesystem 1 weist eine einzige Master-Ladeeinheit, nämlich die Master-Ladeeinheit 2 auf. Diese weist als einzige der Ladeeinheiten 2, 3, 4, 5, 6 eine Master-Steuereinheit 14 auf, mittels derer die Slave-Ladeeinheiten 3, 4, 5, 6 steuerbar sind. Hierzu sind die Master-Ladeeinheit 2 und die Slave-Ladeeinheiten 3, 4, 5, 6 miteinander gekoppelt oder zumindest koppelbar, vorliegend über ein Datenübertragungselement 15. In der einzigen Fig. ist zu erkennen, dass die Slave-Ladeeinheiten 3, 4, 5, 6 und die Master-Ladeeinheit 2 topologisch seriell aneinander angeschlossen sind. Alternativ oder zusätzlich ist es denkbar, dass einige oder alle der Slave-Ladeeinheiten 3, 4, 5, 6 und die Master-Steuereinheit 2 sterntopologisch aneinander angeschlossen bzw. miteinander gekoppelt sind. So kann es sich bei dem Datenübertragungselement 15 beispielsweise um eine Busleitung handeln, sodass dann die Ladeeinheiten 2, 3, 4, 5, 6 als Busteilnehmer gelten. Jedenfalls ist das Datenübertragungselement 15 dazu ausgebildet, insbesondere bidirektional, Daten, beispielsweise Steuersignale, zwischen der Master-Steuereinheit 14 und den Slave-Ladeeinheiten 3, 4, 5, 6 und/oder zwischen den Slave-Ladeeinheiten 3, 4, 5, 6 zu übertragen. Hierzu ist beispielsweise die Master-Steuereinheit 14 dazu ausgebildet, ein Steuersignal bereitzustellen, welches über das Datenübertragungselement 15 der jeweiligen Slave-Ladeeinheit 3, 4, 5, 6 zugestellt wird. Dementsprechend sind die Slave-Ladeeinheiten 3, 4, 5, 6 dazu ausgebildet, das mittels des Datenübertragungselements 15 übertragene Steuersignal als Eingabesteuersignal zu akzeptieren. Dementsprechend sind die Slave-Ladeeinheiten 3, 4, 5, 6 mittels der Master-Steuereinheit 14 steuerbar.
In der einzigen Fig. ist weiter ein elektrisches Energieversorgungsnetz 16 schematisch abgebildet, bei welchem es sich beispielsweise um ein kommunales Stromnetz handelt. Das Ladesystem 1 und des Energieversorgungsnetz 16 sind miteinander koppelbar und im einsatzbereiten Zustand des Ladesystems 1 miteinander gekoppelt. Das bedeutet, dass die Ladeeinheiten 2, 3, 4, 5, 6 an das Energieversorgungsnetz 16 angeschlossen bzw. anschließbar sind. Hierbei ist vorgesehen, dass lediglich die Master-Steuereinheit 2 direkt mit dem Energieversorgungsnetz 16 verbunden bzw. verbindbar ist, während die Slave-Ladeeinheiten 3, 4, 5, 6 indirekt mit dem Energieversorgungsnetz 16 verbunden bzw. verbindbar sind. Es ist in der einzigen Fig. zu erkennen, dass die Slave-Ladeeinheiten 3, 4, 5, 6 über ein Energieübertragungselement 17 mit der Master-Steuereinheit 2 verbunden sind, insbesondere über ein Verteilungselement 18 der Master-Steuereinheit 2. Das bedeutet, dass das Verteilungselement 18 direkt an das Energieversorgungsnetz 16 angeschlossen ist, während die Slave-Ladeeinheiten 3, 4, 5, 6 - indem diese mit der Master-Steuereinheit 2 verbunden sind - mit dem Verteilungselement 18 verbunden sind und infolgedessen über das Verteilungselement 18 ausschließlich indirekt an das Energieversorgungsnetz 16 angeschlossen sind. Die Slave-Ladeeinheiten 3, 4, 5, 6 sind insbesondere derart ausgebildet, dass, wenn das Ladesystem 1 betriebsbereit aufgebaut ist, eine direkte Verbindung zwischen der jeweiligen Slave-Ladeeinheit 3, 4, 5, 6 und dem Energieversorgungsnetz 16 vollständig entfällt.
Da lediglich die Master-Steuereinheit 2 die Master-Steuereinheit 14 aufweist und das Ladesystem 1 ausschließlich die eine Master-Ladeeinheit 2 umfasst, sind die Slave-Ladeeinheiten 3, 4, 5, 6 frei von der Master-Steuereinheit 14 sowie frei von einer jeweiligen und mit der Master-Steuereinheit 14 gleichzusetzenden eigenen Steuereinheit. Stattdessen weist die jeweilige Slave-Ladeeinheit 3, 4, 5, 6 eine Not-Steuereinheit 19 auf, die im Vergleich zu der Master-Steuereinheit 14 besonders einfach aufgebaut ist und beispielsweise eine Behelfs-Ladefunktion bzw. Not-Ladefunktion der jeweiligen Slave-Ladeeinheit 3, 4, 5, 6 oder für die jeweilige Slave-Ladeeinheit 3, 4, 5, 6 bereitstellt. Jedenfalls ist die Not-Steuereinheit 19 nicht in der Lage, die jeweilige Slave-Ladeeinheit 3, 4, 5, 6 unabhängig von der Master-Steuereinheit 14 derart zu steuern, dass die entsprechende Slave-Ladeeinheit 3, 4, 5, 6 den vollen bestimmungsgemäßen Funktionsumfang bereitstellt. Infolgedessen ist die jeweilige Slave-Ladeeinheit 3, 4, 5, 6 verglichen mit der Master-Ladeeinheit 2 besonders einfach aufgebaut und dementsprechend besonders günstig bzw. aufwandsarm herstellbar.
Die Master-Steuereinheit 14 bildet (zumindest teilweise) eine Energiemanagementeinheit bzw. Lademanagementeinheit, sodass über die Energiemanagementeinheit bzw. Lademanagementeinheit - das heißt über die Master-Steuereinheit 14 - den Slave-Ladeeinheiten 3, 4, 5, 6 über das Verteilungselement 18 elektrische Energie aus dem Energieversorgungsnetz 16 zugeteilt wird. Hierzu ist vorgesehen, dass die Master-Steuereinheit 14 und das Verteilungselement 18 datentechnisch miteinander gekoppelt oder koppelbar sind, beispielsweise über das Datenübertragungselement 15.
Die jeweilige Slave-Ladeeinheit 3, 4, 5, 6 und die Master-Steuereinheit 2 unterscheiden sich nicht nur durch die jeweiligen Steuereinheiten 14, 19 voneinander, sondern darüber hinaus durch unterschiedliche Ladebetriebsmodi, in welchen die jeweilige Ladeeinheit 2, 3, 4, 5, 6 betreibbar ist. So ist die Master-Ladeeinheit 2 dazu ausgebildet, in einem ersten Ladebetriebsmodus betrieben zu werden, in welchem dem elektrischen Akkumulator 7, der an die Master-Ladeeinheit 2 angeschlossen ist, elektrische Energie eines ersten Leistungsniveaus bereitgestellt wird. Dahingegen sind die Slave-Ladeeinheiten 3, 4, 5, 6 dazu ausgebildet, in einem zweiten Ladebetrieb betrieben zu werden, in welchem dem elektrischen Akkumulator, der an die entsprechende der Slave-Ladeeinheiten 3, 4, 5, 6 angeschlossen ist, elektrische Energie eines zweiten Leistungsniveaus bereitgestellt wird. Im vorliegenden Beispiel ist an die Slave-Ladeeinheit 3 der elektrische Akkumulator 8 angeschlossen und an die Slave-Ladeeinheit 5 der elektrische Akkumulator 9. Das bedeutet, dass in dem zweiten Ladebetrieb, in welchem die Slave-Ladeeinheiten 3, 5 betreibbar sind oder betrieben werden, den Akkumulatoren 8, 9 elektrische Energie des zweiten Leistungsniveaus bereitgestellt wird. Hierbei unterscheiden sich die Leistungsniveaus insbesondere durch eine Ladeleistung, mit der der entsprechende Akkumulator 7, 8, 9 geladen wird. Das erste Leistungsniveau bzw. die erste Ladeleistung ist höher als das zweite Leistungsniveau bzw. die zweite Ladeleistung. Beispielwerte für das erste Leistungsniveau bzw. die erste Ladeleitung sind 150 kW (im Schnellladebetrieb, der weiter unten noch genauer beschrieben wird) und/oder 50 kW, wohingegen das zweite Leistungsniveau bzw. die zweite Ladeleistung 11 kW beträgt. Unter erneuter Bezugnahme auf die einzige Fig. bedeutet das, dass der elektrische Akkumulator 7 dazu ausgebildet ist, mit 50 kW oder 150 kW geladen zu werden. Dahingegen sind die Akkumulatoren 8, 9 dazu ausgebildet ist, mit 11 kW geladen zu werden.
Zumindest der jeweilige zweite Ladebetriebsmodus, der durch die Slave-Ladeeinheiten 3, 4, 5, 6 bereitgestellt wird, ist in Abhängigkeit von dem an die entsprechende Slave-Ladeeinheit 3, 4, 5, 6 angeschlossenen elektrischen Akkumulator 8, 9 einstellbar. Erlaubt beispielsweise der Akkumulator 8 aufgrund eines zu hohen Ladestatus (SOC: state of charge) und/oder aufgrund anderer dem Akkumulator 8 innewohnender Eigenschaften lediglich eine Ladeleistung von 3,7 kW, wird dies von dem Ladesystem 1 erfasst und der zweite Ladebetriebsmodus bzw. das zweite Leistungsniveau entsprechend gedrosselt, beispielsweise auf die zuvor erwähnten 3,7 kW. Hierzu ist vorgesehen, dass zum Laden des elektrischen Akkumulators 8 dieser an dem Ladesystem 1, insbesondere an der Slave-Ladeeinheit 3, angemeldet wird, beispielsweise während einer Anfahrt des entsprechenden Kraftfahrzeugs 12 und/oder unter einem Koppeln des elektrischen Akkumulators 8 mit dem Ladesystem 1. Beispielsweise weist der elektrische Akkumulator 8, insbesondere das Kraftfahrzeug 12, einen ersten Datentransceiver auf und das Ladesystem 1 weist einen mit dem ersten Datentransceiver korrespondierenden zweiten Datentransceiver auf, wobei über die Datentransceiver bei der Anfahrt des Kraftfahrzeugs 12 in Richtung hin zu dem Ladesystem 1 und/oder beim Anschließen des Akkumulators 8 an das Ladesystem 1 der aktuelle Ladestatus und/oder die die maximale Ladeleistung begrenzenden Gegebenheiten dem Ladesystem 1, insbesondere der Slave-Ladeeinheit 3, bereitgestellt werden/wird.
Es ist weiter vorgesehen, dass mittels der Master-Steuereinheit 14 der zweite Ladebetriebsmodus der Slave-Ladeeinheit 3, 4, 5, 6 in Abhängigkeit von dem an die Master-Ladeeinheit 2 zum elektrischen Laden angeschlossenen elektrischen Akkumulator 7 einstellbar ist. Erfordert beispielsweise der elektrische Akkumulator 7 für ein besonders effizientes Laden einen Großteil der mittels des Ladesystems 1 bereitstellbaren Ladeenergie bzw. Ladeleistung, ist die Ladeleistung, die mittels der Slave-Ladeeinheiten 3, 4, 5, 6 bereitstellbar ist, drosselbar, beispielsweise um im Rahmen des Schnellladebetriebsmodus den elektrischen Akkumulator 7 mit 150 kW Ladeleistung zu laden. Das bedeutet, dass es bei dem Ladesystem 1 vorgesehen sein kann, dass mittels der Master-Ladeeinheit 2 die 150 kW Ladeleistung nur dann bereitstellbar sind, wenn wenigstens eine der Slave-Ladeeinheiten 3, 4, 5, 6 hinsichtlich der entsprechenden Ladeleistung gedrosselt ist. Es ergibt sich so ein besonders effizienter Ladebetrieb des Ladesystems 1, da der Akkumulator 7 des Kraftfahrzeugs 11 besonders schnell wieder ausreichend geladen ist, sodass das Kraftfahrzeug 11 nach einer lediglich besonders kurzen Zeitspanne wieder von dem Ladesystem 1 entkoppelt werden kann, um einem weiteren elektrisch antreibbaren Kraftfahrzeug die Master-Ladeeinheit 2 zum Laden zur Verfügung zu stellen.
Alternativ oder zusätzlich ist der Fall denkbar, dass mittels der Master-Steuereinheit 14 der erste Ladebetrieb, das heißt die Master-Ladeeinheit 2, gedrosselt wird, um eine maximale Ladeleistung im zweiten Ladebetrieb durch die Slave-Ladeeinheiten 3, 4, 5, 6 zum Laden der Akkumulatoren 8, 9 bereitzustellen.
Das Ladesystem 1, insbesondere die Master-Ladeeinheit 2, weist im vorliegenden Beispiel weiter eine Gleichrichtereinheit 20 auf, die vorliegend in Baueinheit zusammen mit dem Verteilungselement 18 ausgebildet ist. Das bedeutet, dass die Gleichrichtereinheit 20 - wie das Verteilungselement 18 - und die Master-Steuereinheit 14 über das Datenübertragungselement 15 miteinander gekoppelt oder koppelbar sind. Infolgedessen ist die Gleichrichtereinheit 20 mittels der Master-Steuereinheit 14 steuerbar, sodass die Master-Ladeeinheit 2 in einem Gleichrichtbetriebsmodus betreibbar ist, in welchem mittels der Master-Ladeeinheit 2 der jeweiligen Slave-Ladeeinheit 3, 4, 5, 6 eine gleichgerichtete elektrische Energie - das heißt Gleichstrom bzw. Gleichspannung - bereitgestellt wird, welche mittels der jeweiligen Slave-Ladeeinheit 3, 4, 5, 6 zum Laden des Akkumulators 8, 9 bereitstellbar ist. Auf diese Weise umfasst das Ladesystem 1 wenigstens eine Ladeeinheit, mittels derer gleichgerichtete elektrische Energie zum Laden eines entsprechend ausgebildeten Akkumulators bereitstellbar ist. Dies gilt im vorliegenden Fall zumindest für die Master-Ladeeinheit 2. Des Weiteren weist das Ladesystem 1 dann wenigstens eine Ladeeinheit auf, mittels derer wechselgerichtet elektrische Energie zum Laden eines entsprechend ausgebildeten Akkumulators bereitstellbar ist. Im vorliegenden Beispiel gilt dies für wenigstens eine der Slave-Ladeeinheiten 3, 4, 5, 6, insbesondere für die Slave-Ladeeinheit 3, 4, 5, 6.
Die Master-Ladeeinheit 2 weist im vorliegenden Beispiel zwei Ladekabeleinheiten 10 auf, die jeweils auch als Ladepunkt bezeichnet werden können. Über diese Ladepunkte bzw. Ladekabeleinheiten 10 ist durch die Master-Ladeeinheit 2 gleichgerichtete elektrische Energie zum Laden von Akkumulatoren, etwa des Akkumulators 7 und/oder weiterer Akkumulatoren, bereitstellbar. Hierbei ist die Master-Ladeeinheit 2 bzw. sind die Ladekabeleinheiten 10 der Master-Ladeeinheit 2 für kurze Ladezeiten, das heißt beispielsweise zum Schnellladen, (evtl. in Verbindung mit höheren Strompreisen) ausgebildet. Die Master-Ladeeinheit 2 kann auch als Hauptsäule 2 bezeichnet werden.
Die Slave-Ladeeinheiten 3, 4, 5, 6, die auch als Nebensäulen 3, 4, 5, 6 bezeichnet werden können, weisen jeweils zwei Ladepunkte, also zwei Ladekabeleinheiten 10, auf, über welche jeweils 11 kW wechselgerichtete Ladeleistung bereitstellbar ist. Dies ist insbesondere zum langsamen Laden, beispielsweise über Nacht oder während üblicher Arbeitszeiten, günstig. Optional ist über die jeweilige Ladekabeleinheit 10 der jeweiligen Slave-Ladeeinheit 3, 4, 5, 6 gleichgerichtete elektrische Energie bereitstellbar, insbesondere mit einer Ladeleistung von 3 bis 11 kW.
Bei dem Ladesystem 1 kann des Weiteren vorgesehen sein, dass mittels des Verteilungselements 18 und/oder mittels der Gleichrichtereinheit 20, wenn diese mittels der Master-Steuereinheit 14 entsprechend gesteuert werden, den Slave-Ladeeinheiten 3, 4, 5, 6 gleichgerichtete elektrische Energie oder wechselgerichtete elektrische Energie bereitgestellt wird, sodass die Slave-Ladeeinheiten 3, 4, 5, 6 dann als Gleichstrom-Ladeeinheiten und/oder als Wechselstrom-Ladeeinheiten einsetzbar sind.
Die Master-Ladeeinheit 2 weist eine Messeinrichtung 21 auf, die zum eichrechtskonformen Messen einer über die jeweilige Slave-Ladeeinheit 3, 4, 5, 6 abgegebenen elektrischen Energiemenge ausgebildet ist. Vorliegend sind die Messeinrichtung 21 und die Master-Steuereinheit 14 in Baueinheit zusammen ausgebildet. Bevorzugterweise ist die Messeinrichtung 21 dazu ausgebildet, die Menge der über die jeweilige Slave-Ladeeinheit 3, 4, 5, 6 abgegebenen gleichgerichtete elektrische Energie eichrechtskonform zu messen. Das bedeutet, dass dann die Messeinrichtung 21 geltenden Eichrechtsbestimmungen entspricht, um ein besonders zuverlässigen Messen und infolgedessen Abrechnen der zum Laden des entsprechend ausgebildeten Akkumulators abgegebenen gleichgerichteten elektrischen Energie zu gewährleisten. Ferner ist es denkbar, dass die Messeinrichtung 21 dazu ausgebildet ist, die Menge der der Gleichrichtereinheit 20 bereitgestellten elektrischen Energie eichrechtskonform zu messen, um indirekt die Menge der mittels der jeweiligen Slave-Ladeeinheit abgegebenen gleichgerichteten elektrischen Energie eichrechtskonform zu messen. Hierzu kann beispielsweise ein Wirkungsgrad der Gleichrichtereinheit 20 berücksichtigt werden, da dieser aus dem Energieversorgungsnetz 16 üblicherweise wechselgerichtete elektrische Energie, das heißt Wechselstrom bzw. Wechselspannung, bereitgestellt wird.
Die Master-Ladeeinheit 2 weist des Weiteren einen internen bzw. stationären elektrischen Akkumulator 22 auf, welcher ortsfest, das heißt immobil, ausgebildet ist. Insbesondere handelt es sich bei dem internen Akkumulator 22 der Master-Ladeeinheit 2 nicht um einen Traktionsakkumulator, weswegen der interne Akkumulator 22 auch nicht direkt für ein Fortbewegen eines elektrisch antreibbaren Kraftfahrzeugs vorgesehen bzw. ausgebildet ist. Vorliegend ist der interne bzw. stationäre elektrische Akkumulator 22 von einem Gehäuse der Master-Ladeeinheit 2 umschlossen, sodass der interne elektrische Akkumulator 22 und die weiteren Komponenten der Master-Ladeeinheit 2 zusammen in Baueinheit ausgebildet sind. Aufgrund des internen elektrischen Akkumulators 22 ist die Master-Ladeeinheit 2 in dem Schnellladebetriebsmodus betreibbar, in welchem dem zu ladenden Akkumulator 7, der (extern) an die Master-Ladeeinheit 2 angeschlossen ist, elektrische Energie aus dem internen Akkumulator 22 und - insbesondere gleichzeitig - elektrische Energie direkt aus dem Energieversorgungsnetz 16 bereitstellbar ist. Der Schnellladebetriebsmodus zeichnet sich insbesondere dadurch aus, dass der in dem Schnellladebetriebsmodus ladbare Akkumulator 7 mit einer besonders hohen Ladeleistung elektrisch ladbar ist bzw. geladen werden kann. Ist das Energieversorgungsnetz 16 jedoch derart ausgebildet, dass mittels des Ladesystems 1 aus dem Energieversorgungsnetz 16 eine Ladeleistung entnehmbar ist, die geringer ist als die Ladeleistung, die mittels des Schnellladebetriebsmodus bereitgestellt werden soll, greift hier der interne elektrische Akkumulator 22 ein, welcher zusätzlich zu der aus dem Energieversorgungsnetz 16 entnehmbaren Ladeleistung eine weitere Ladeleistung bereitstellt. Vereinfacht dargestellt werden dann die elektrische Ladeleistung aus dem Energieversorgungsnetz 16 und die elektrische Ladeleistung aus dem internen Akkumulator 22 zusammengefasst, beispielsweise addiert, um so die besonders hohe Ladeleistung des Schnellladebetriebsmodus bereitzustellen. Sind beispielsweise aus dem Energieversorgungsnetz 16 lediglich 50 kW mittels des Ladesystems 1 entnehmbar und stellt der interne Akkumulator 22 eine weitere Ladeleistung von 100 kW bereit, kann der an die Master-Ladeeinheit 2 angeschlossenen Akkumulator 7 im Schnellladebetriebsmodus mit 150 kW geladen werden.
Der interne Akkumulator 22 ist weiter dazu ausgebildet, das Energieversorgungsnetz 16 zu unterstützen, beispielsweise mittels netzdienlichem Puffern, wobei vorgesehen ist, dass zu Zeiten, zu denen das Energieversorgungsnetz 16 wenig ausgelastet ist, der interne Akkumulator 22 geladen wird, um zu Spitzenlastzeiten wieder elektrische Energie in das Energieversorgungsnetz 16 einzuspeisen. Weiter ist eine vorteilhafte Lastspitzenkappung („Peakshaving“) möglich, bei welcher ein an das Energieversorgungsnetz 16 angeschlossener Verbraucher, um eine Lastspitze zu vermeiden, seine Energieaufnahme zeitweise drosselt. Bezogen auf das Ladesystem 1 bedeutet das, dass, um dem Nutzer des Ladesystem 1 möglichst viel Ladeleistung, vorzugsweise die volle Ladeleistung, bereitzustellen, während der Lastspitzenkappung des Ladesystems 1 elektrische Energie aus dem zuvor geladenen internen Akkumulator 22 bereitgestellt werden kann.
In vorteilhafter Ausgestaltung des Ladesystems 1 ist vorgesehen, dass der interne Akkumulator 22 eine Kapazität aufweist, welche zumindest einen vollständigen Ladevorgang des Akkumulators 7 im Schnellladebetriebsmodus ermöglicht. Noch bevorzugter ist es, wenn der interne elektrische Akkumulator 22 eine größere Kapazität aufweist, sodass mehrere Schnellladevorgänge nacheinander ermöglicht sind. Zeiten, in denen dann kein Schnellladevorgang durchgeführt wird, werden dann dazu genutzt, den internen elektrischen Akkumulator 22 aus dem Energieversorgungsnetz 16 zu laden bzw. nachzuladen oder wiederaufzuladen. Hierzu ist vorgesehen, dass die Master-Ladeeinheit 2 in einem internen Ladebetriebsmodus betreibbar ist, in welchem der interne elektrische Akkumulator 22 direkt über das elektrische Energieversorgungsnetz 16 elektrisch geladen wird.
Des Weiteren ist ein Szenario denkbar, in welchem an das Ladesystem 1 mehrere Kraftfahrzeuge - darunter die Kraftfahrzeuge 11, 12, 13 - angeschlossen sind. Ist dies beispielsweise über Nacht der Fall, und sind die Kraftfahrzeuge, insbesondere die Kraftfahrzeuge 11, 12, 13, vollständig geladen, der interne elektrische Akkumulator 22 jedoch noch nicht vollständig geladen, kann vorgesehen sein, dass zum möglichst schnellen Aufladen des internen elektrischen Akkumulators 22 elektrische Energie herangezogen wird, die in den Akkumulatoren 7, 8, 9 gespeichert ist.
Die Master-Steuereinheit 14 ist weiter dazu ausgebildet, den ersten Ladebetriebsmodus, den zweiten Ladebetriebsmodus, den internen Ladebetriebsmodus und gegebenenfalls den Gleichrichtbetriebsmodus gemäß einer vorgegebenen bzw. vorgebbaren Priorisierungsreihenfolge zu deaktivieren bzw. zu aktivieren und/oder zu regeln. Eine solche Priorisierungsreihenfolge weist insbesondere eine Priorität 1 auf, welche die höchste der Prioritäten innerhalb der Priorisierungsreihenfolge darstellt. Diese Priorität 1 ist der Master-Ladeeinheit 2 und deren ersten Ladebetriebsmodus, insbesondere Schnellladebetriebsmodus, zugeordnet. Die Master-Steuereinheit 14 ist also dazu ausgebildet, die Master-Ladeeinheit 2 bevorzugt zu betreiben, beispielsweise bevorzugt der Master-Ladeeinheit 2 elektrische Energie aus dem Energieversorgungsnetz 16 über das Verteilungselement 18 zuzuweisen.
Priorität 2, die der Priorität 1 hierarchisch betrachtet nachrangig angeordnet ist, ist den Slave-Ladeeinheiten 3, 4, 5, 6 bzw. deren zweiten Ladebetriebsmodus zugeordnet. Beispielsweise ist aufgrund der Priorität 2 vorgesehen, dass den Slave-Ladeeinheiten 3, 4, 5, 6 lediglich dann das Maximum der mittels des Energieversorgungsnetzes 16 bereitstellbaren Ladeleistung zugewiesen wird, wenn dies nicht durch einen Ladeleistungsbedarf des ersten Ladebetriebsmodus bzw. der Master-Ladeeinheit 2 - der/die höher priorisiert ist - verhindert wird.
Hierarchisch der Priorität 1 und der Priorität 2 nachgeschaltet ist die Priorität 3, die dem internen Ladebetriebsmodus zugeordnet ist. Das bedeutet, dass die Master-Ladeeinheit 2 lediglich dann in dem internen Ladebetriebsmodus betrieben wird, wenn ein Ladeleistungsbedarf nicht durch den ersten Ladebetriebsmodus und/oder durch den zweiten Ladebetriebsmodus benötigt wird.
Da das Ladesystem 1 eine Vielzahl von Lademöglichkeiten bereitstellt, beispielsweise in dem das Ladesystem 1 eine Vielzahl von Ladeeinheiten 2, 3, 4, 5, 6 umfasst, ist es des Weiteren denkbar, dass die genannten Ladebetriebsmodi, das heißt die Betriebsmodi des Ladesystems 1, gemäß den Prioritäten 1, 2, 3 gleichzeitig ausgeführt werden. Es werden dann die Slave-Ladeeinheiten 3, 4, 5, 6 zum Betrieb im zweiten Ladebetriebsmodus insoweit mit elektrischer Energie aus dem Energieversorgungsnetz 16 versorgt, als diese nicht zum Betrieb des ersten Ladebetriebsmodus, insbesondere Schnellladebetriebsmodus, der Master-Ladeeinheit 2 benötigt wird. Analog gilt dies für den internen Ladebetriebsmodus: diesem wird insoweit elektrische Energie aus dem Energieversorgungsnetz 16 zugewiesen, als diese nicht zum Ausführen des ersten Ladebetriebsmodus und/oder des zweiten Ladebetriebsmodus benötigt wird. Das Zuweisen übernimmt hierbei jeweils die Master-Steuereinheit 14, insbesondere in Verbindung mit dem Verteilungselement 18.
Ferner ist bei dem Ladesystem 1 eine Informationseinheit 23 vorgesehen, welche im vorliegenden Beispiel zumindest ein Farbdisplay 24 aufweist. Die Informationseinheit 23 bzw. das Farbdisplay 24 ist dazu ausgebildet, eine Information über einen Betrieb des Ladesystems 1 bereitzustellen. Beispielsweise kann über das Farbdisplay 24 ein aktueller Ladestatus wenigstens eines oder mehrerer der an das Ladesystem 1 angeschlossenen Akkumulatoren 7, 8, 9 bereitgestellt werden, sodass beispielsweise der jeweilige Ladestatus von einem (menschlichen) Nutzer des Ladesystems 1 und/oder des entsprechenden Kraftfahrzeugs 11, 12, 13 einfach abgelesen werden kann. In weiterer Ausgestaltung umfasst das Farbdisplay 24 ein Touchscreen, sodass der menschliche Nutzer des Ladesystems 1 und/oder des entsprechenden Kraftfahrzeugs 11, 12, 13 dem Ladesystem 1 über den Touchscreen bzw. das Farbdisplay 24 Nutzereingaben bereitstellen kann.
Die Informationseinheit 23, vorliegend das den Touchscreen aufweisende Farbdisplay 24, ist an einer der Ladeeinheiten 2, 3, 4, 5, 6 angeordnet, insbesondere lediglich an der Master-Ladeeinheit 2. Mit anderen Worten sind die Slave-Ladeeinheiten 3, 4, 5, 6 frei von einem Display bzw. Touchscreen, und eine Nutzereingabe, die zum Bedienen/Steuern der Slave-Ladeeinheiten 3, 4, 5, 6 bestimmt ist, wird über das an der Master-Ladeeinheit 2 angeordnete Touchscreen bzw. Farbdisplay 24 in das Ladesystem 1 eingegeben. Im Vergleich zu herkömmlichen Displays/Touchscreens, die an einer herkömmlichen Ladeeinheit angebracht sind, ist vorgesehen, dass das Farbdisplay 24 größer ist, um eine besonders einfache und effiziente Nutzung bzw. Bedienung durch den Nutzer sowie eine besonders effiziente Informationsbereitstellung für den Nutzer zu begünstigen.
Insgesamt zeigt die Erfindung, wie bei gegebener elektrischer Energieversorgungsinfrastruktur, das heißt bei gegebenen Energieversorgungsnetz 16 möglichst viele Akkumulatoren 7, 8, 9, insbesondere gleichzeitig, besonders effizient ladbar sind. Bei einem herkömmlichen Ladesystem und/oder bei voneinander autark arbeitenden Ladeeinheiten hätte eine flexible Gleichstrom-Ladeeinheit einen Anschlussbedarf von 50 kW und zehn Wechselstrom-Ladeeinheiten einen Anschlussbedarf von insgesamt 110 kW, was insgesamt einen Anschlussbedarf von 160 kW bedeutet, wofür aber das gegebenen Energieversorgungsnetz 16 oftmals nicht ausgebildet ist.
Ferner gelten beim Laden von elektrischen Akkumulatoren 7, 8, 9 bzw. bei den entsprechenden Kraftfahrzeugen 11, 12, 13 folgende Randbedingungen: einige der Kraftfahrzeuge sind nicht dazu ausgebildet, mit 11 kW Wechselstrom geladen zu werden, sondern lediglich dazu ausgebildet, mit 3,7 kW Wechselstrom geladen zu werden. Das bedeutet aber, dass diese Kraftfahrzeuge einen besonders hohen Zeitbedarf beim Laden der entsprechenden Akkumulatoren erfordern. Wenn die entsprechend ausgebildeten Kraftfahrzeuge mit Gleichstrom bzw. Gleichspannung geladen werden, können vergleichsweise höhere Ladeströme in die Traktionsakkumulatoren eingespeist werden. Kraftfahrzeuge bzw. Akkumulatoren 7, 8, 9, die einen Ladestatus von größer als 80 % erreicht haben, werden heutzutage nur noch langsam geladen und benötigen daher nicht die volle Ladeleistung. Dementsprechend kann die Ladeeinheit, an welcher jenes Kraftfahrzeug angeschlossen ist, heruntergeregelt werden und die „frei gewordene“ Ladeenergie zu einer anderen der Ladeeinheiten 2, 3, 4, 5, 6 und/oder an den internen Akkumulator 22 geleitet werden. Hybridfahrzeuge weisen oftmals einen Traktionsakkumulator auf, der lediglich eine geringe Kapazität aufweist. Daher sind diese Hybridfahrzeuge besonders schnell ladbar, sodass es oftmals zu dem Umstand kommt, dass Hybridfahrzeuge die entsprechende Ladeeinheit 2, 3, 4, 5, 6 blockieren, obwohl das Laden bereits beendet ist. Es kann dann beispielsweise vorgesehen sein, dass die entsprechende der Ladeeinheiten 2, 3, 4, 5, 6 in einem Erhaltungsladebetriebsmodus betrieben wird, um einem Entladen des Hybridfahrzeugs entgegenzuwirken, zumindest so lange das Hybridfahrzeug an der entsprechenden Ladeeinheit 2, 3, 4, 5, 6 an das Ladesystem 1 angeschlossen ist. Da dieser Erhaltungsladebetriebsmodus besonders wenig Ladeleistung erfordert, kann dann erneut „frei gewordene“ Ladeleistung an eine andere der Ladeeinheiten 2, 3, 4, 5, 6 und/oder an den internen Akkumulator 22 geleitet werden.
Legt ein Nutzer des Ladesystems 1, insbesondere ein Fahrer des Kraftfahrzeugs 11, besonderen Wert auf einen besonders schnellen Ladevorgang, kann bei dem Ladesystem 1 vorgesehen sein, dass das Laden des Kraftfahrzeugs 11 - beispielsweise gegen einen Aufpreis - schneller vonstattengeht, beispielsweise indem die Master-Ladeeinheit 2 in den Schnellladebetriebsmodus umgeschaltet wird. Da es dann dazu kommen kann, dass die aus dem Energieversorgungsnetz 16 entnehmbare Ladeenergie nicht ausreicht, um zum einen den Schnellladebetriebsmodus der Master-Ladeeinheit 2 und zum anderen den zweiten Ladebetriebsmodus der Slave-Ladeeinheiten 3, 4, 5, 6 zu gewährleisten, werden die Slave-Ladeeinheiten 3, 4, 5, 6 gedrosselt (siehe weiter oben in Zusammenhang mit der Priorisierung). In diesem Fall kann dann vorgesehen sein, dass zumindest für die Zeit, während derer die Slave-Ladeeinheiten 3, 4, 5, 6 gedrosselt worden sind, die Nutzer der entsprechenden Slave-Ladeeinheiten 3, 4, 5, 6 einen entsprechenden geldwerten Ausgleich erhalten.
Durch das hierin beschriebene Ladesystem 1 lässt sich der jeweilige Ladeleistungsbedarf der Ladeeinheiten 2, 3, 4, 5, 6, insbesondere mittels der Master-Steuereinheit 14, besonders effizient steuern bzw. regeln, sodass bei gegebener Infrastruktur, insbesondere bei gegebenen Energieversorgungsnetz 16, 30 % bis 50 % mehr reale Ladeleistung umsetzen. Hierbei wird das Energieversorgungsnetz 16 entlastet und ein Aufbau/Umbau von Ladeinfrastruktur für Elektromobilitätsanwendungen wird günstiger, da erhebliche Infrastrukturaufgaben entfallen können.
Durch das Ladesystem 1, insbesondere durch die Master-Steuereinheit 14, ist demnach ein vollständiges Energiemanagement bereitgestellt, das insbesondere in der Lage ist, eine Vielzahl von Ladeeinheiten 2, 3, 4, 5, 6, die beispielsweise als so genannte Wallboxen ausgebildet sein können, zu steuern und eine zentrale Leistungsabrechnung für diese vorzunehmen. Weiter besteht die Möglichkeit, die Ladeeinheiten 2, 3, 4, 5, 6 mit Gleichstrom zu versorgen, welcher öffentlich und insbesondere eichrechtskonform abrechenbar ist. Hierbei fungiert die Master-Ladeeinheit 2, insbesondere aufgrund der Master-Steuereinheit 14, als intelligentes Master-Steuergerät, mittels dessen die kommunikations- und regelfähigen Slave-Ladeeinheiten 3, 4, 5, 6 steuerbar bzw. regelbar sind. Ferner ergibt sich der Vorteil, dass über einen einzigen Anschlusspunkt an dem Energieversorgungsnetz 16 eine Vielzahl von Ladeeinheiten 2, 3, 4, 5, 6 ressourcenschonend betrieben werden können.
Zusammengefasst betrachtet wird das Potenzial der Hauptsäule 2 bzw. der Master-Ladeeinheit 2 für das gesamte Ladesystem 1 genutzt. Aufbau und Betrieb des Ladesystems 1 sind kostenoptimiert und wirtschaftlicher. Der Nutzer erfährt einen Komfortgewinn beim Nutzen des Ladesystems 1 verglichen mit herkömmlichen Ladesystem bzw. deren herkömmlichen Ladeeinheiten. Hierzu tragen insbesondere das besonders große und optional hochauflösende Farbdisplay 24, sowie die Datenverbindung zwischen den Ladeeinheiten 2, 3, 4, 5, 6 bei. Durch den internen Akkumulator 22 bzw. aufgrund des Energiemanagements des Ladesystems 1 sind des Weiteren die Anschlusskosten an das Energieversorgungsnetz besonders gering.
Bezugszeichenliste

1: Ladesystem
2: Master-Ladeeinheit
3: Slave-Ladeeinheit
4: Slave-Ladeeinheit
5: Slave-Ladeeinheit
6: Slave-Ladeeinheit
7: Akkumulator
8: Akkumulator
9: Akkumulator
10: Ladekabeleinheit
11: Kraftfahrzeug
12: Kraftfahrzeug
13: Kraftfahrzeug
14: Master-Steuereinheit
15: Datenübertragungselement
16: Energieversorgungsnetz
17: Energieübertragungselement
18: Verteilungselement
19: Not-Steuereinheit
20: Gleichrichtereinheit
21: Messeinrichtung
22: Interner Akkumulator
23: Informationseinheit
24: Farbdisplay

Claims

Elektrisches Ladesystem (1) zum Laden eines elektrischen Akkumulators (7, 8, 9), mit einer Master-Ladeeinheit (2) und einer Slave-Ladeeinheit (3, 4, 5, 6), wobei die Master-Ladeeinheit (2) eine Master-Steuereinheit (14) aufweist, mittels derer die Slave-Ladeeinheit (3, 4, 5, 6) steuerbar ist, wozu die Master-Ladeeinheit (2) und die Slave-Ladeeinheit (3, 4, 5, 6) miteinander koppelbar sind, und die Master-Ladeeinheit (2) direkt an ein elektrisches Energieversorgungsnetz (16) anschließbar ist und die Slave-Ladeeinheit (3, 4, 5, 6) indirekt über die Master-Ladeeinheit (2) an das elektrische Energieversorgungsnetz (16) anschließbar ist.
Ladesystem (1) nach Anspruch 1, wobei die Master-Ladeeinheit (2) in einem ersten Ladebetriebsmodus betreibbar ist, in welchem dem elektrischen Akkumulator (7, 8, 9) mittels der Master-Ladeeinheit (2) elektrische Energie eines ersten Leistungsniveaus bereitgestellt wird, und die Slave-Ladeeinheit (3, 4,5 6) in einem zweiten Ladebetrieb betreibbar ist, in welchem dem elektrischen Akkumulator (7, 8, 9) mittels der Slave-Ladeeinheit (3, 4, 5, 6) elektrische Energie eines von dem ersten Leistungsniveau unterschiedlichen zweiten Leistungsniveaus bereitgestellt wird.
Ladesystem (1) nach Anspruch 2, wobei mittels der Master-Steuereinheit (14) der zweite Ladebetriebsmodus und infolgedessen das durch die Slave-Ladeeinheit (3, 4, 5, 6) bereitstellbare zweite Leistungsniveau in Abhängigkeit von dem an die Slave-Ladeeinheit (3, 4, 5, 6) zum elektrischen Laden anschließbaren elektrischen Akkumulator (7, 8, 9) einstellbar ist.
Ladesystem (1) nach Anspruch 2 oder 3, wobei mittels der Master-Steuereinheit (14) der zweite Ladebetriebsmodus und infolgedessen das durch die Slave-Ladeeinheit (3, 4, 5, 6) bereitstellbare zweite Leistungsniveau in Abhängigkeit von dem an die Master-Ladeeinheit (2) zum elektrischen Laden anschließbaren elektrischen Akkumulator (7, 8, 9) einstellbar ist.
Ladesystem (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Master-Ladeeinheit (2) in einem Gleichrichtbetriebsmodus betreibbar ist und hierzu eine Gleichrichtereinheit (20) umfasst, die mittels der Master-Steuereinheit (14) steuerbar ist, sodass in dem Gleichrichtbetriebsmodus mittels der Master-Ladeeinheit (2) der Slave-Ladeeinheit (3, 4, 5, 6) eine gleichgerichtete elektrische Energie bereitgestellt wird, welche mittels der Slave-Ladeeinheit (3, 4, 5, 6) zum Laden des Akkumulators (7, 8, 9) bereitstellbar ist.
Ladesystem (1) nach Anspruch 5, wobei die Master-Ladeeinheit (2) eine Messeinrichtung (21) zum eichrechtskonformen Messen einer über die Slave-Ladeeinheit (3, 4, 5, 6) abgegebenen elektrischen Energiemenge aufweist.
Ladesystem (1) nach Anspruch 6, wobei die Messeinrichtung (21) dazu ausgebildet ist, eine Menge einer der Gleichrichtereinheit (20) bereitgestellten elektrischen Energie eichrechtskonform zu messen, um indirekt eine Menge der über die Slave-Ladeeinheit (3, 4, 5, 6) abgegebenen gleichgerichteten elektrischen Energie eichrechtskonform zu messen.
Ladesystem (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Master-Ladeeinheit (2) in einem Schnellladebetriebsmodus betreibbar ist und hierzu einen internen elektrischen Akkumulator (22) umfasst, wobei in dem Schnellladebetriebsmodus dem zu ladenden Akkumulator (7, 8, 9) elektrische Energie aus dem internen Akkumulator (22) und direkt aus dem elektrischen Energieversorgungsnetz (16) bereitgestellt wird.
Ladesystem (1) nach Anspruch 8, wobei die Master-Ladeeinheit (2) in einem internen Ladebetriebsmodus betreibbar ist, in welchem der interne elektrische Akkumulator (22) der Master-Ladeeinheit (2) direkt über das elektrische Energieversorgungsnetz (16) elektrisch geladen wird.
Ladesystem (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 8 und Anspruch 9, wobei mittels der Master-Steuereinheit (14) der erste Ladebetriebsmodus, der zweite Ladebetriebsmodus und der interne Ladebetriebsmodus gemäß einer vorgegebenen Priorisierungsreihenfolge deaktivierbar/aktivierbar und/oder regelbar sind.