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Die Erfindung betrifft allgemein das Gebiet der Lademöglichkeit für rein elektrisch betriebene Fahrzeuge und/oder Hybrid-Fahrzeuge. Im Speziellen betrifft die Erfindung ein System zum Aufladen von elektrischen Energiespeichern von Kraftfahrzeugen und eine Straße mit baulich voneinander getrennten Richtungsfahrbahnen und mehreren solchen Systemen.
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Es kommt vor, dass aus verschiedenen Gründen eine Straße wie etwa eine Autobahn für eine gewisse Zeit vollständig gesperrt werden muss. Eine solche Vollsperrung kann beispielsweise wegen eines Unfall notwendig werden. In einer solchen Situation können die Fahrzeuge nicht mehr rechtzeitig, d.h. vor der Vollsperrung, die Fahrbahn verlassen. Die Fahrzeuge müssen somit auf der Straße bleiben. In der Regel bildet sich bereits vor der kompletten Sperrung der Fahrbahn einen Stau. Die Fahrzeuge müssen in solchen Fällen stundenlang stehen.
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Insbesondere im Winter kann es in einer solchen Situation dazu kommen, dass einigen Fahrzeugen der Energievorrat zur Neige geht, weil die Heizung betrieben wird. Es ist bekannt, dass bei Benzin- und Diesel-betriebenen Fahrzeugen die Einsatzkräfte, wie etwa die Feuerwehr, mit Kanistern aushilft, um die betroffenen Fahrzeuge wieder mobil zu machen. Bei Elektro-Fahrzeugen erweist sich die Wiedermobilmachung der Fahrzeuge komplizierter. Hier müssten zum Beispiel große Mengen Strom an die Elektro-Fahrzeuge herangebracht werden.
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Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein System zu schaffen, mit dem im Bedarfsfall auch elektrobetriebene Fahrzeuge wieder mobil gemacht werden können.
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Zur Lösung dieser Aufgabe ist ein System mit den Merkmalen des Anspruchs 1 geschaffen. Allgemein ausgedrückt schafft die Erfindung ein stationäres System, das in regelmäßigen Abständen einen Ladeanschluss aufweist, an dem ein elektrobetriebenes Fahrzeug geladen werden kann. Diese Ladeanschlüsse werden im Bedarfsfall von autorisierten Personen freigegeben, insbesondere von der Polizei oder der Feuerwehr.
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Die Erfindung ist in den unabhängigen Ansprüchen definiert. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen und der nachfolgenden Beschreibung.
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Ein Aspekt der vorliegenden Offenbarung betrifft ein System zum Aufladen von elektrischen Energiespeichern von Kraftfahrzeugen. Das System weist einen Stromverteiler, eine Schaltvorrichtung und eine Vielzahl an Ladeanschlüsse auf. Die Ladeanschlüsse sind in großem Abstand voneinander angeordnete und über eine Leitung mit dem Stromverteiler verbunden. An jedem der Vielzahl von Ladeanschlüsse ist eine von dem Stromverteiler bereitgestellte Ladeleistung zum Laden des elektrischen Energiespeichers des zumindest einen Kraftfahrzeugs bereitstellbar. Die Schaltvorrichtung ist dazu eingerichtet, über die Leitung eine elektrische Verbindung zwischen dem Stromverteiler und den Ladeanschlüssen herzustellen. Ferner sind die Ladenanschlüsse dafür eingerichtet, einer Fahrbahnbegrenzungsanlage zugeordnet zu sein.
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Mit anderen Worten wird ein System vorgeschlagen, an das mehrere Elektro- oder Hybrid-Fahrzeugen zum Aufladen deren elektrischen Energiespeicher angeschlossen werden können, wobei sich die Fahrzeuge auf einer Fahrbahn befinden können. Eine solche Möglichkeit kann sich bei einem Stau als vorteilhaft erweisen. Stehen die Fahrzeuge in einem Stau, etwa für eine längere Zeit, kann das System und insbesondere die Schaltvorrichtung von einer autorisierten Person derart aktiviert werden, dass die elektrische Verbindung zwischen dem Stromverteiler und den Ladeanschlüssen hergestellt werden kann. Die im Stau stehenden Kraftfahrzeuge, wie etwa Elektro- und/oder Hybrid-Fahrzeuge, können sich an einem der Vielzahl der Ladeanschlüsse anschließen, so dass deren Akku zumindest teilweise aufgeladen wird.
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Die Schaltvorrichtung, welche dazu eingerichtet ist, die elektrische Verbindung zwischen dem Stromverteiler und den Ladeanschlüssen herzustellen, erhöht die Sicherheit des Systems, da die elektrische Verbindung zu den Ladeanschlüssen nur dann hergestellt wird, nachdem es zu einem Stillstand der Verkehrsteilnehmer gekommen ist. Im Normalbetrieb ist also die elektrische Verbindung zu den Ladeanschlüssen stromfrei, so dass bei einem Unfall keinerlei Gefahr besteht, selbst wenn zufällig die elektrische Verbindung oder ein Ladeanschluss beschädigt werden sollte.
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Die Schaltvorrichtung kann von einer autorisierten Person gesteuert oder betätigt werden. Die Schaltvorrichtung kann beispielsweise mittels eines Schlüssel betätigt werden. Es ist zum Beispiel denkbar, dass eine Feuerwehrperson und/oder ein Polizist mit einem Schlüssel das System bzw. die Schaltvorrichtung betätigt und dadurch die elektrische Verbindung herstellen kann. Die elektrische Verbindung kann aber auch auf anderem Wege freigegeben werden, etwa durch eine Benutzeroberfläche und/oder durch Passwort-Eingabe.
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Im Kontext der vorliegenden Erfindung ist eine Fahrbahnbegrenzungsanlage insbesondere eine Leitplanke. Der Begriff umfasst aber auch andere Fahrbahnbegrenzungen wie eine Mauer oder andere bauliche Strukturen, die geeignet sind, das System aufzunehmen und/oder zu schützen.
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Im Kontext der vorliegenden Erfindung bezeichnet der Begriff „großer Abstand“ einen Abstand von mindestens einer Fahrzeuglänge. Es können aber auch größere Abstände gewählt werden, beispielsweise 10 m, 50 m, oder etwa 100 m.
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Beispielsweise können die Ladeanschlüsse des Systems in einer Ladekabellänge von der Fahrbahn entfernt angeordnet sein.
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Gemäß einer Ausführungsform ist die Schaltvorrichtung dazu eingerichtet, basierend auf einem Schaltsignal die elektrische Verbindung zwischen dem Stromverteiler und den Ladeanschlüssen herzustellen. Mit anderen Worten kann die oben genannte elektrische Verbindung in Reaktion auf ein von der Schaltvorrichtung empfangenes Schaltsignal hergestellt werden. Das Schaltsignal kann beispielsweise von einer Benutzeroberfläche erzeugt werden, beispielsweise einem Tablet, das die Feuerwehr oder die Polizei mitführt und sich mit der Schaltvorrichtung verbinden muss. Das Schaltsignal kann alternativ von einer mechanischen Betätigungsvorrichtung des Systems erzeugt werden.
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Des Weiteren kann es denkbar sein, dass das Schaltsignal mittels eines Funkbediengeräts erzeugbar ist und/oder versendbar ist. Ein solches Schaltsignal kann daher etwa über eine Funkschnittstelle des Systems empfangen werden und der Schaltvorrichtung weitergeleitet werden. So kann das System beispielsweise von einer befugten Person aus einer Leitstelle heraus aktiviert werden, ohne dass die befugte Person sich in der Nähe der Schaltvorrichtung befinden muss. Dies kann auch eine schnelle Herstellung der elektrischen Verbindung ermöglichen und eine Wartezeit der Verkehrsteilnehmer verkürzen.
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Gemäß einer Ausführungsform ist die Leitung, die den Stromverteiler mit den Ladeanschlüssen verbindet, an der Fahrbahnbegrenzungsanlage angebracht oder in diese integriert, insbesondere witterungsgeschützt integriert. Dies erleichtert die Anbringung.
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Alternativ kann die Leitung sich entlang des Straßen-/Fahrbahnrandes oder zwischen benachbarten Fahrbahnen erstrecken, beispielsweise dort ins Erdreich eingegraben sein. Dies gewährleistet, dass die Leitung nicht beschädigt wird, wenn bei einem Unfall beispielsweise eine Leitplanke beschädigt wird.
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Die Leitung kann ein Stromkabel sein oder auch aus Kupferschienen gebildet sein.
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Wenn eine Benutzeroberfläche vorgesehen ist, mittels der die elektrische Verbindung zwischen dem Stromverteiler und den Ladeanschlüssen herstellbar und/oder steuerbar ist, kann diese mit einer Identifikationsvorrichtung versehen sein, worüber ein Benutzer des Systems sich identifizieren kann. Somit kann etwa sichergestellt werden, dass der Benutzer des Systems dazu befugt ist, dieses zu betätigen und/oder die elektrische Verbindung herzustellen. Eine Liste an befugten Benutzer kann etwa in einem Speicher des Systems hinterlegt sein. Eine solche Liste kann angepasst und/oder bearbeitet werden, vorzugsweise gleichwohl von einer dazu befugten Person.
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Die voranstehend genannte Benutzeroberfläche kann eine taktil bedienbare Benutzeroberfläche sein („Touch-Display“). Die Benutzeroberfläche kann zusätzlich oder alternativ Bedienungstasten aufweisen.
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Gemäß einer Ausführungsform weist das System ferner eine Sicherheitsvorrichtung auf, mit der eine elektrische Verbindung zwischen dem Stromverteiler und den Ladeanschlüssen verhindert wird, wenn auf einer der Fahrbahnbegrenzungsanlage zugeordneten Fahrbahn ein Fahrzeug fährt, insbesondere ein Fahrzeug schneller als eine hinterlegte Mindestgeschwindigkeit fährt.
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Damit kann in vorteilhafter Weise die Sicherheit der Verkehrsbenutzer der entsprechenden Fahrbahn erhöht werden. Wenn die Sicherheitsvorrichtung erfasst, dass auf einer Fahrbahn noch Fahrzeuge fahren, wird die elektrische Verbindung vom Stromverteiler zu den Ladeanschlüssen auch dann nicht freigegeben, wenn die Schaltvorrichtung an sich die elektrische Verbindung freigibt, beispielsweise in Reaktion auf ein irrtümlich gegebenes Freigabesignal.
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Die Sicherheitsvorrichtung kann einen Schalter aufweisen, welcher unabhängig von der Schaltvorrichtung ist.
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Mit anderen Worten dient die Sicherheitsvorrichtung dazu zu überprüfen, ob sich in der Tat ein Stau auf der Fahrbahn gebildet hat. Die oben genannte elektrische Verbindung kann des Weiteren auch freigegeben werden, sobald die Sicherheitsvorrichtung erkennt, dass kein Fahrzeug auf der Fahrbahn schneller als eine hinterlegte Mindestgeschwindigkeit fährt. Die Mindestgeschwindigkeit kann etwa auf 5 km/h, 10 km/h oder 20 km/h im System eingestellt sein. Dies ermöglicht es, die Ladeanschlüsse in einem Abschnitt des Systems „weiter hinten im Stau“ auch dann noch freizugeben, wenn sich der Stau weiter vorne bereits langsam auflöst.
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Gemäß einer Ausführungsform weist die Sicherheitsvorrichtung einen Geschwindigkeitssensor auf, beispielsweise einen Ultraschallsensor, mit dem vorbeifahrende Fahrzeuge erfasst und deren Geschwindigkeit ermittelt werden kann.
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Gemäß einer Ausführungsform sind die Ladeanschlüsse dafür eingerichtet, an der Fahrzeugbegrenzungsvorrichtung angebracht zu werden. Beispielsweise können die Ladeanschlüsse an der von der Fahrbahn abgewandten Seite der Leitplanken angebracht werden, so dass sie einerseits geschützt sind, andererseits im Bedarfsfall gut erreichbar sind.
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Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Offenbarung betrifft eine Straße mit baulich voneinander getrennten Richtungsfahrbahnen und mehreren Systemen wie voranstehend und nachfolgend beschrieben, wobei jeweils ein Stromverteiler einem Abschnitt der Straße zugeordnet ist.
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Damit kann in vorteilhafter Weise eine gewisse Länge der Straße mit Stromversorgungsmöglichkeiten für Elektro- und Hybrid-Fahrzeugen bereitgestellt werden. Zudem kann dadurch erreicht werden, dass eine befugte Person lediglich in vorgegebenen Abschnitte der Straße, etwa in dem Abschnitt, in dem die Fahrzeuge im Stau stehen, die elektrische Verbindung freigeben kann.
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Im Kontext der vorliegenden Offenbarung ist eine Straße insbesondere eine Autobahnstraße.
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Gemäß einer Ausführungsform sind die Stromverteiler einer Straße dafür eingerichtet, die Ladeanschlüsse nur einer Richtungsfahrbahn freizugeben. Dadurch bleiben die Ladeanschlüsse der Gegenfahrbahn, wenn dort kein Stau herrscht, stromfrei.
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Sämtliche vorstehenden Ausführungen zum System gelten gleichermaßen auch für eine mit einem solchen System ausgerüstete Straße.
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Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die Figuren beschrieben.
- 1 zeigt ein System gemäß einem Ausführungsbeispiel.
- 2 zeigt ein System gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel.
- 3 zeigt eine Straße gemäß einem Ausführungsbeispiel.
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Ähnliche, ähnlich wirkende, gleiche oder gleich wirkende Elemente sind in den Figuren mit ähnlichen oder gleichen Bezugszeichen versehen. Die Figuren sind lediglich schematische und nicht maßstabsgetreu.
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1 zeigt ein System 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Das System weist einen Stromverteiler 102, eine Schaltvorrichtung 104 und eine Vielzahl an Ladeanschlüssen 108 auf. In 1 sind hier vier Ladeanschlüsse gezeigt, welche entlang der Fahrbahn in großem Abstand voneinander angeordnet sind.
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An jedem Ladenanschluss 108 ist eine von dem Stromverteiler 102 bereitgestellte Ladeleistung zum Laden des Fahrzeugs bereitstellbar. Das System 100 der 1 weist ferner eine Leitung 106 auf, worüber den Ladeanschlüssen 108 Strom vom Stromverteiler 102 bereitgestellt werden kann. Die von dem Stromverteiler 102 bereitgestellte Ladeleistung wird über diese Leitung 106 erst bereitgestellt, wenn die Schaltvorrichtung 104 entsprechend gesteuert wird.
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Die Schaltvorrichtung 104 kann von einer erlaubten Person derart gesteuert werden, dass die elektrische Verbindung zwischen Stromverteiler und Ladeanschlüsse hergestellt bzw. freigegeben werden kann. In der 1 befindet sich die Schaltvorrichtung 104 in einem Betriebszustand, in welchem keine elektrische Verbindung besteht. Es besteht im Ausführungsbeispiel der 1 keine elektrische Verbindung, da kein Stau auf der Fahrbahn herrscht. Vielmehr fährt im Ausführungsbeispiel der 1 das Kraftfahrzeug 120. Die Verbindung zu den Ladeanschlüssen ist daher aus Sicherheitsgründen stromfrei.
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In 1 ist ferner eine Fahrbahnbegrenzungsanlage 110 dargestellt. Die Leitung 106 kann in der Fahrbahnbegrenzungsanlage 110 angeordnet sein. Insbesondere kann die Leitung 106 in einer Fahrbahnbegrenzungsanlage 110 derart angeordnet sein, dass die Leitung 106 von Witterung und/oder Diebstahl geschützt werden kann. Die Fahrbahnbegrenzungsanlage 110 kann einer entsprechenden Fahrbahn 122 zugeordnet sein. Insbesondere kann die Fahrbahnbegrenzungsanlage 110 den Randbereich der Fahrbahn 122 bezeichnen oder aber auch eine Leitplanke oder eine Mauer bezeichnen.
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Des Weiteren kann die Schaltvorrichtung 102 der 1 dazu eingerichtet sein, basierend auf einem Schaltsignal die elektrische Verbindung zwischen dem Stromverteiler 102 und den Ladeanschlüsse 108 herzustellen. Das Schaltsignal kann durch eine Benutzeroberfläche erzeugt werden. Es ist auch denkbar, dass das Schaltsignal mittels eines mechanischen Schalters, etwa am Stromverteiler 104 angeordnet, erzeugt wird. Eine solche Benutzeroberfläche kann dazu eingerichtet sein, die elektrische Verbindung zwischen dem Stromverteiler 102 und den Ladeanschlüsse 108 herzustellen und/oder zu steuern. Ein solchen Schaltsignal wird von einer erlaubten Person, beispielsweise Einsatzkräften der Feuerwehr oder der Polizei, erzeugt. Die erlaubte Person wird ein solches Schaltsignal erzeugen und somit die elektrische Verbindung freigeben, wenn einen Stau auf der Fahrbahn herrscht, jedoch nicht solang Fahrzeuge fahren.
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2 zeigt ein System 100 gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel. Sofern nicht anders beschrieben, weist das System der 2 dieselben Elemente und/oder Komponenten wie System 100 der 1 auf.
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In 2 sind die Kraftfahrzeuge 120 stehend dargestellt. Es herrscht somit einen Stau auf der Fahrbahn. Es kann sich daher als vorteilhaft erweisen, eine Lademöglichkeit direkt aus der Fahrbahn aus für die Elektrofahrzeuge oder Hybridfahrzeuge bereitzustellen. Die Energiespeicher der entsprechenden Fahrzeuge können mittels der Vielzahl an Ladeanschlüsse über ein Ladekabel 114 mit elektrischer Energie versorgt werden. Die Ladeanschlüsse 108 können in der Regel in einer Ladekabellänge von der Fahrbahn entfernt angeordnet sein. Dadurch können die Fahrzeuge geladen werden, ohne dass sie bewegt werden müssen.
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Zum Laden muss die elektrische Verbindung zwischen dem Stromverteiler 102 und den Ladeanschlüssen 108 hergestellt werden. Die Schaltvorrichtung 104 der 2 befindet sich daher in einem Betriebszustand, in welchem sie die elektrische Verbindung zwischen dem Stromverteiler und den Ladeanschlüssen zulässt. Die Herstellung der elektrischen Stromverbindung kann über einen Funkbediengerät 116 ausgelöst werden. Eine dazu autorisierte Person, wie etwa eine Feuerwehrperson, kann mittels dem Funkbediengerät ein Schaltsignal an das System 100 versenden. Das System 100 kann über eine Funkschnittstelle 112 das Schaltsignal empfangen. Basierend auf das empfangene Schaltsignal kann die Schaltvorrichtung 104 die elektrische Verbindung zwischen dem Stromverteiler 102 und den Ladeanschlüssen 108 über die Leitung 106 herstellen.
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Es ist des Weiteren denkbar, dass eine Sicherheitsvorrichtung 118 im System 100 vorgesehen ist, um sicher zu stellen, dass die Fahrzeuge der entsprechenden, bzw. betroffenen Fahrbahn tatsächlich im Stau sind bzw. nicht fahrend sind. Die Sicherheitsvorrichtung 118 kann somit überprüfen, unabhängig davon ob eine autorisierte Person die elektrische Verbindung freigegeben hat, ob einen Stillstand der Verkehrsteilnehmer auf der Fahrbahn herrscht. Ein denkbarer Vorgang kann darin gesehen werden, dass die Schaltvorrichtung derart von einer autorisierten Person gesteuert wird, dass die elektrische Verbindung hergestellt werden soll. Daraufhin kann die Sicherheitsvorrichtung 118, etwa anhand eines Kamerasystems und/oder Geschwindigkeitssensors die Geschwindigkeiten der auf der Fahrbahn 122 befindlichen Kraftfahrzeuge 120 erfassen. Nach Auswertung der erfassten Geschwindigkeiten kann die Sicherheitsvorrichtung 118 entscheiden, ob die Ladeanschlüsse und/oder die Leitung tatsächlich mit Strom versorgt sein können bzw. aus Sicherheitsgründen dürfen. Basierend auf einer solchen Auswerten wird die angeleitete elektrische Verbindung tatsächlich freigegeben oder eben nicht.
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Mit anderen Worten kann die Sicherheitsvorrichtung 118 verhindern, dass eine elektrische Verbindung zwischen dem Stromverteiler 102 und den Ladeanschlüssen 108 hergestellt wird, wenn ein Fahrzeug auf der Fahrbahn fährt. Dies kann sich zum Beispiel als vorteilhaft erweisen, wenn etwa eine erlaubte Person die elektrische Verbindung freigegeben hat, obwohl ein Fahrzeug 120 oder Fahrzeuge auf der Fahrbahn weiterfahren oder wieder fahren.
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3 zeigt eine Straße 200 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Die Straße 200 der 3 weist ein System 100 auf. Sofern nicht anders beschreiben, weist das System der 3 dieselben Elemente und/oder Komponenten wie System 100 der 1 und 2 auf.
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Das System 100 der 3 weist zwei Leitungen 106, 106' und zwei Schaltvorrichtungen 104, 104' auf, wobei jede Leitung und jede Schaltvorrichtung einer Fahrbahn 122 zugeordnet sind. Die zwei Schaltvorrichtungen 104, 104' des Systems 100 der 3 sind unabhängig voneinander betätigbar. Obgleich die Straße der 3 ein System 100 mit einem Stromverteiler 102 aufweist, ist es denkbar, dass die Straße der 3 zwei Systeme 100 aufweist, wobei jedes System 100 einen unabhängig Stromverteiler 102 aufweist.
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Die Fahrbahnbegrenzungsanlagen 110, 110' der 3 können Leitplanken darstellen. Die entsprechenden Leitungen 106, 106' können in den Leitplanken angeordnet sein. Während die Kraftfahrzeugen 120 fahren, soll aus Sicherheitsgründen keinen Strom weder in die Leitungen noch zu den Ladenanschlüssen fließen. Sobald auf einer der beiden Fahrbahn 122 der Straße 200 sich die Fahrzeuge stauen, kann eine dazu befugte Person, wie etwa die Feuerwehr und/oder die Polizei, das System 100 der Straße derart betätigen, dass die entsprechende Schaltvorrichtung eine elektrische Verbindung zwischen dem Stromverteiler 102 und den Ladeanschlüssen 108 hergestellt wird, welche der Fahrbahn zugeordnet sind, auf welcher die Kraftfahrzeuge sich stauen. Auf der Fahrbahn, auf der sich die Fahrzeuge nicht stauen, bleibt die Schaltvorrichtung in einem Betriebszustand, in welchem keine elektrische Verbindung zu den Ladeanschlüsse 108 hergestellt ist.
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Abschließend sei darauf hingewiesen, dass die Begriffe „umfassend“ und „aufweisend“ keine anderen Elemente ausschließt und die unbestimmten Artikel „eine“ oder „ein“ keine Vielzahl ausschließen. Ferner sei darauf hingewiesen, dass Merkmale und Schritte, die mit Verweis auf eines der obigen Ausführungsbeispiele beschrieben worden sind, auch in Kombination mit anderen Merkmalen und Schritten anderer oben beschriebener Ausführungsbeispiele verwendet werden können. Bezugszeichen in den Ansprüchen sind nicht als Einschränkungen anzusehen.
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Bezugszeichenliste
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- 100
- System
- 200
- Straße
- 102
- Stromverteiler
- 104, 104'
- Schaltvorrichtung
- 106, 106'
- Leitung
- 108
- Ladeanschluss
- 110, 110`
- Fahrbahnbegrenzungsanlage
- 112
- Funkschnittstelle
- 114
- Ladekabel
- 116
- Funkbediengerät
- 118
- Sicherheitsvorrichtung
- 120
- Kraftfahrzeug
- 122
- Fahrbahn
