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DE102011051052A1 - Charging station for electricity consumers - Google Patents

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Publication number
DE102011051052A1
DE102011051052A1 DE102011051052A DE102011051052A DE102011051052A1 DE 102011051052 A1 DE102011051052 A1 DE 102011051052A1 DE 102011051052 A DE102011051052 A DE 102011051052A DE 102011051052 A DE102011051052 A DE 102011051052A DE 102011051052 A1 DE102011051052 A1 DE 102011051052A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
cable
charging
charging station
reeling system
station
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE102011051052A
Other languages
German (de)
Inventor
Stefan Gattwinkel
Volker Lazzaro
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Amad Mennekes Holding GmbH and Co KG
Original Assignee
Amad Mennekes Holding GmbH and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Amad Mennekes Holding GmbH and Co KG filed Critical Amad Mennekes Holding GmbH and Co KG
Priority to DE102011051052A priority Critical patent/DE102011051052A1/en
Priority to PCT/EP2012/061046 priority patent/WO2012171883A1/en
Publication of DE102011051052A1 publication Critical patent/DE102011051052A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Ladestation (200), insbesondere eine Ladestation für Elektrofahrzeuge. Die Ladestation (200) enthält ein Kabelaufrollsystem (100) mit einer Wickeleinheit (103), auf welcher das Ladekabel (104) bei Nichtgebrauch aufgewickelt ist. Vorzugsweise enthält das Kabelaufrollsystem weiterhin einen Motor (102), welcher mit der Steuerung (101) der Ladestation gekoppelt ist. Auf diese Weise kann beispielsweise nach Initiierung eines Ladevorganges das Ladekabel (104) ein kurzes Stück abgewickelt werden und/oder nach Abschluss eines Ladevorganges das komplette Ladekabel aufgewickelt werden.The invention relates to a charging station (200), in particular a charging station for electric vehicles. The charging station (200) contains a cable reel system (100) with a winding unit (103), on which the charging cable (104) is wound up when not in use. The cable reeling system preferably also contains a motor (102) which is coupled to the controller (101) of the charging station. In this way, for example after the initiation of a charging process, the charging cable (104) can be unwound a short distance and / or after the completion of a charging process the complete charging cable can be wound up.

Description

Die Erfindung betrifft eine Ladestation für Stromverbraucher, insbesondere für Elektrofahrzeuge. Ferner betrifft sie ein Kabelaufrollsystem für eine derartige Ladestation sowie ein Verfahren zum Laden von Stromverbrauchern. The invention relates to a charging station for electricity consumers, in particular for electric vehicles. It also relates to a cable reeling system for such a charging station and to a method for charging power consumers.

Elektrische Ladestationen, mit denen Stromverbrauchern bzw. Speicherzellen (Batterien) innerhalb von Stromverbrauchern elektrische Energie zugeführt werden kann, werden insbesondere für Elektrofahrzeuge benötigt. Bekannte Ladestationen enthalten dabei eine Steckdose, in welche der Stecker eines vom Verbraucher (Fahrzeug) ausgehenden Kabels eingesteckt werden kann. Electric charging stations, with which electricity consumers or storage cells (batteries) can be supplied with electrical energy within consumers, are needed in particular for electric vehicles. Known charging stations contain a socket in which the plug of a consumer (vehicle) outgoing cable can be plugged.

Vor diesem Hintergrund war es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, alternative Mittel zur Übertragung von elektrischer Energie an Stromverbraucher bereitzustellen. Against this background, it was an object of the present invention to provide alternative means for transmitting electrical energy to power consumers.

Diese Aufgabe wird durch eine Ladestation mit den Merkmalen des Anspruchs 1, durch ein Kabelaufrollsystem mit den Merkmalen des Anspruchs 2, sowie durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 3 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen enthalten. This object is achieved by a charging station having the features of claim 1, by a cable reeling system having the features of claim 2, and by a method having the features of claim 3. Advantageous embodiments are contained in the subclaims.

Gemäß ihrem ersten Aspekt betrifft die Erfindung eine Ladestation für Stromverbraucher, insbesondere für Elektrofahrzeuge. Die Ladestation enthält dabei mindestens ein Kabelaufrollsystem mit einem Ladekabel und einer Wickeleinheit, auf welcher das Ladekabel bei Nichtgebrauch aufgewickelt ist. According to its first aspect, the invention relates to a charging station for power consumers, in particular for electric vehicles. The charging station contains at least one Kabelaufrollsystem with a charging cable and a winding unit on which the charging cable is wound up when not in use.

Über das Ladekabel können elektrische Energie und/oder elektrische Signale an den Stromverbraucher übertragen werden. Zu diesem Zweck enthält das Ladekabel vorzugsweise an seinem freien Ende eine (standardisierte) Kupplung, mit der eine Steckverbindung zu den elektrischen Einrichtungen des Stromverbrauchers hergestellt werden kann. Electrical energy and / or electrical signals can be transmitted to the power consumer via the charging cable. For this purpose, the charging cable preferably contains at its free end a (standardized) coupling with which a plug connection to the electrical devices of the power consumer can be made.

Die Wickeleinheit kann auf verschiedene Weise ausgestaltet werden und dient dazu, durch mehrfaches Wickeln des Kabels um einen Kern herum die Kabellänge bei Nichtgebrauch auf kompaktem Raum unterzubringen. Insbesondere kann es sich bei der Wickeleinheit um eine Kabeltrommel handeln, bei welcher das Kabel auf eine (kreis-)zylindrische Achse gewickelt wird. The winding unit can be configured in various ways and serves to accommodate the cable length in a compact space when not in use by repeatedly winding the cable around a core. In particular, the winding unit may be a cable drum in which the cable is wound on a (circular) cylindrical axis.

Korrespondierend zur Ladestation umfasst die Erfindung gemäß einem zweiten Aspekt ein Kabelaufrollsystem für eine Ladestation, wobei das Kabelaufrollsystem ein Ladekabel und eine Wickeleinheit enthält, auf welcher das Ladekabel bei Nichtgebrauch aufgewickelt ist. Das Kabelaufrollsystem stellt eine separate (d. h. selbstständig herstellbare und verkaufsfähige) Einheit dar, welche in Ladestationen unterschiedlichen Typs eingesetzt werden kann. Corresponding to the charging station, the invention according to a second aspect comprises a cable reeling system for a charging station, wherein the cable reeling system includes a charging cable and a winding unit on which the charging cable is wound up when not in use. The cable reeling system is a separate (i.e., independently manufacturable and salable) unit that can be used in recharging stations of various types.

Gemäß einem dritten Aspekt betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Laden von Stromverbrauchern, insbesondere von Elektrofahrzeugen, welches die folgenden Schritte umfasst:

  • a) Abwickeln eines Ladekabels von einem Kabelaufrollsystem einer Ladestation.
  • b) Aufladen des Stromverbrauchers über das Ladekabel.
  • c) Aufwickeln des Ladekabels auf dem Kabelaufrollsystem.
According to a third aspect, the invention relates to a method for charging power consumers, in particular electric vehicles, comprising the following steps:
  • a) unwinding a charging cable from a cable reeling system of a charging station.
  • b) Charging the power consumer via the charging cable.
  • c) winding the charging cable on the cable reeling system.

Die Ladestation, das Kabelaufrollsystem und das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung haben zum einen den Vorteil, dass sie ein flexibles Ladekabel (ausreichender Länge) an einer Ladestation bereitstellen, so dass ein derartiges Kabel nicht mehr von jedem Stromverbraucher mitgeführt werden muss. Da die Zahl der Stromverbraucher typischerweise sehr viel größer ist als die Zahl der Ladestationen, lassen sich auf diese Weise erhebliche Einsparungen in Material, Gewicht, und Kosten erzielen. Das Ladekabel und die dazugehörigen Einrichtungen (z. B. die Kupplung) an der Ladestation können ferner in bester Qualität ausgerüstet werden, so dass sie alle an sie gestellten Anforderungen erfüllen. Des Weiteren ist von Vorteil, dass ein Kabelaufrollsystem vorgesehen ist, durch welches das typischerweise einige Meter lange Ladekabel bei Nichtgebrauch kompakt und in geordneter Weise aufbewahrt wird. Durch Unterbringung des Kabelaufrollsystems in der Ladestation kann ferner das Ladekabel bei Nichtgebrauch vor Witterungseinflüssen, unautorisierten Zugriff und dergleichen geschützt werden. The charging station, the cable reeling system and the method according to the present invention have, on the one hand, the advantage that they provide a flexible charging cable (of sufficient length) at a charging station, so that such a cable no longer has to be carried by each power consumer. Since the number of power consumers is typically much larger than the number of charging stations, this can result in significant savings in material, weight, and cost. The charging cable and the associated equipment (eg the clutch) at the charging station can also be equipped in the best quality so that they meet all the requirements placed on them. Furthermore, it is advantageous that a cable reeling system is provided, by means of which the charging cable, which is typically several meters long, is stored compactly and in an orderly manner when not in use. By accommodating the cable reeling system in the charging station, furthermore, the charging cable can be protected against adverse weather conditions, unauthorized access and the like when not in use.

Im Folgenden werden verschiedene Ausführungsformen der Erfindung beschrieben, welche sowohl in Verbindung mit der Ladestation, dem Kabelaufrollsystem, als auch dem Verfahren angewendet werden können. In the following, various embodiments of the invention will be described, which can be applied both in connection with the charging station, the cable reeling system, as well as the method.

Gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform enthält das Kabelaufrollsystem einen (vorzugsweise elektrischen) Motor zum automatischen Aufwickeln und/oder Abwickeln des Ladekabels von der Wickeleinheit. Durch die Verwendung eines Motors können sowohl der Bedienungskomfort als auch die Sicherheit des Systems erhöht werden, da ein Nutzer nicht mehr durch eigene Kraftanstrengung Ladekabel ab- oder aufwickeln muss, und da ein ordnungsgemäßes Aufwickeln automatisch sichergestellt werden kann. According to a first preferred embodiment, the cable reeling system includes a (preferably electric) motor for automatically winding and / or unwinding the charging cable from the reeling unit. By using a motor, both the ease of use and the safety of the system can be increased because a user no longer needs to unwind or wind up charging cables by their own efforts, and since proper winding can be automatically ensured.

Bei einer Weiterbildung der vorstehend beschriebenen Ausführungsform ist eine Steuereinheit (in der Ladestation und/oder im Kabelaufrollsystem) vorgesehen, welche den Betrieb des Motors und die Übertragung elektrischer Energie bzw. elektrischer Signale über das Ladekabel koordiniert. Die Steuereinheit kann beispielsweise durch einen Mikroprozessor realisiert werden und überwachen, dass elektrische Energie nur bei abgerolltem Ladekabel über dieses übertragen werden kann. In a further development of the embodiment described above, a control unit (in the charging station and / or in the cable reeling system) is provided, which controls the operation of the engine and the Transmission of electrical energy or electrical signals coordinated via the charging cable. The control unit can be realized, for example, by a microprocessor and monitor that electrical energy can be transmitted via this only when unwound charging cable.

Gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung, welche insbesondere in Kombination mit der vorstehend genannten Steuereinheit realisiert werden kann, wird nach Initiierung eines Ladevorganges eine vorgegebene Länge des Ladekabels vom Kabelaufrollsystem abgewickelt. Die Initiierung des Ladevorganges erfolgt dabei durch vorgegebene Ereignisse, beispielsweise durch die Betätigung eines Schalters durch einen Nutzer und/oder durch eine elektronisch gesteuerte Autorisierung des Nutzers. Nach einer derartigen Initiierung kann dann durch Abwickeln ein Stück des Ladekabels, beispielsweise mit einer Länge von etwa einem halben Meter, aus dem Inneren des Kabelaufrollsystems bzw. der Ladestation herausgeführt werden, so dass es für den Nutzer zugänglich wird. According to another embodiment of the invention, which can be realized in particular in combination with the aforementioned control unit, after initiation of a charging process, a predetermined length of the charging cable is unwound from the cable reeling system. The initiation of the charging process takes place by predetermined events, for example by the operation of a switch by a user and / or by an electronically controlled authorization of the user. After such an initiation, a piece of the charging cable, for example with a length of about half a meter, can then be led out of the cable reeling system or the charging station by unwinding so that it becomes accessible to the user.

Gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung wird nach Initiierung eines Ladevorganges ein manuelles Abwickeln des Ladekabels vom Kabelaufrollsystem freigegeben (wobei ein solches manuelles Abwickeln vor der Freigabe durch eine Arretierung blockiert war). Ein Nutzer kann dann die von ihm benötigte Länge des Ladekabels von dem Kabelaufrollsystem abziehen und das Ladekabel an den Stromverbraucher anschließen. Vorzugsweise wird dies mit der vorstehend beschriebenen Ausführungsform kombiniert, so dass nach Initiierung eines Ladevorganges zunächst eine vorgegebene Länge des Ladekabels automatisch abgewickelt und dann das weitere manuelle Abwickeln des Ladekabels freigegeben wird. According to another embodiment of the invention, upon initiation of a charging operation, manual unwinding of the charging cable is released from the cable reeling system (such manual unwinding having been blocked by a lock prior to release). A user can then deduct the required length of the charging cable from the cable reeling system and connect the charging cable to the power consumer. Preferably, this is combined with the embodiment described above, so that after initiation of a charging process, first a predetermined length of the charging cable is automatically handled and then the further manual unwinding of the charging cable is released.

Um bei einem manuellen Abwickeln des Ladekabels ein ungewolltes Nachlaufen des Kabels aufgrund von mechanischen Trägheiten zu verhindern, enthält das Kabelaufrollsystem vorzugsweise einen Brems- oder Dämpfungsmechanismus, welcher die Abwickelgeschwindigkeit des Ladekabels begrenzt. In order to prevent unintentional dragging of the cable due to mechanical inertia during manual unwinding of the charging cable, the cable reeling system preferably includes a braking or damping mechanism which limits the unwinding speed of the charging cable.

Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung wird nach Abschluss eines Ladevorganges und/oder auf die Anweisung eines Nutzers hin ein automatisches Aufrollen des Ladekabels in das Kabelaufrollsystem gestartet. Durch ein automatisches Aufrollen kann sichergestellt werden, dass das Ladekabel nach jedem Ladevorgang ordnungsgemäß wieder eingezogen ist. In another embodiment of the invention, after completion of a charging process and / or on the instruction of a user towards an automatic reeling of the charging cable is started in the cable reeling system. Automatic rewinding ensures that the charging cable retracts properly after each charge.

Gemäß einer Weiterbildung der vorstehend beschriebenen Ausführungsform wird das Aufrollen des Ladekabels gestoppt, wenn eine vorgegebene Einzugskraft überschritten wird. So kann verhindert werden, dass es zu Beschädigungen am Ladekabel, an Gegenständen seiner Umgebung, oder gar zu Verletzungen eines Nutzers kommen kann. Das automatische Aufrollen des Ladekabels kann nach dem beschriebenen Stoppen (und vorzugsweise dem Abwarten einer vorgegebenen Pause) optional wieder begonnen werden, um den Aufrollvorgang abzuschließen, falls das der erhöhten Einzugskraft zugrunde liegende Problem behoben wurde. Ein solches Stoppen und erneutes Beginnen des Aufrollens kann weiterhin mehrfach wiederholt werden, gegebenenfalls mit Pausen variierender Länge. Ferner kann nach einem automatischen Stoppen des Einziehens optional ein kurzer Abwickelvorgang erfolgen, um eventuell mit dem Ladekabel eingezogene Gegenstände wieder freizugeben. According to a development of the embodiment described above, the rolling up of the charging cable is stopped when a predetermined pull-in force is exceeded. This can prevent damage to the charging cable, objects in its environment, or even injury to a user. The automatic rewinding of the charging cable may optionally be restarted after the described stopping (and preferably waiting for a predetermined pause) to complete the reeling operation if the problem underlying the increased pull-in force has been eliminated. Such stopping and restarting of the reeling can continue to be repeated several times, optionally with pauses of varying length. Further, after an automatic stop of the retraction, a short unwinding operation may optionally be performed to release any items retracted with the charging cable.

Die Ladestation kann optional eine Temperaturüberwachung enthalten, welche bei Überschreiten eines vorgegebenen Temperatur-Grenzwertes die Leistungsübertragung über das Ladekabel reduziert (auf einen geringeren Wert oder auf Null). Auf diese Weise kann verhindert werden, dass es während eines Ladevorganges zu einer für die Geräte schädlichen oder gar für einen Benutzer gefährlichen Überhitzung kommt. The charging station may optionally include a temperature monitor which, when a predetermined temperature limit is exceeded, reduces the power transfer via the charging cable (to a lower value or to zero). In this way it can be prevented that it comes during a charging process harmful to the device or even dangerous for a user overheating.

Das Kabelaufrollsystem ist vorzugsweise auswechselbar in der Ladestation angeordnet. Es kann dann für Wartungs- oder Reparaturzwecke problemlos und schnell gegen ein neues Kabelaufrollsystem ausgetauscht werden. Des Weiteren können auf diese Weise Kabelaufrollsysteme modular mit Ladestationen zusammengefügt werden. Um die Auswechselbarkeit zu ermöglichen, sind elektrische Verbindungen zwischen dem Kabelaufrollsystem und der Ladestation vorzugsweise als Steckverbindungen ausgeführt. Des Weiteren kann die Übertragung elektrischer Energie und/oder elektrischer Signale von der Ladestation auf das Ladekabel vorzugsweise über Schleifkontakte erfolgen, welche eine Drehung der Wickeleinheit im Kabelaufrollsystem relativ zur Ladestation ermöglichen. The cable reeling system is preferably arranged exchangeably in the charging station. It can then be easily and quickly replaced with a new cable reel system for maintenance or repair purposes. Furthermore, cable reeling systems can be modularly combined with charging stations in this way. In order to enable the interchangeability, electrical connections between the cable reeling system and the charging station are preferably designed as plug-in connections. Furthermore, the transmission of electrical energy and / or electrical signals from the charging station to the charging cable can preferably take place via sliding contacts which enable a rotation of the winding unit in the cable winding system relative to the charging station.

Gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung wird das Ladekabel durch einen abwärts geneigten Kanal aus der Ladestation herausgeführt. Durch die Abwärtsneigung des Kanals wird verhindert, dass Feuchtigkeit und/oder Schmutz in das Innere der Ladestation gelangen können, da diese aufgrund der Schwerkraft tendenziell aus dem Kanal herausgezogen werden. Des Weiteren kann das Ladekabel über einen Schmutz- und Feuchtigkeitsabstreifer aus der Wickeleinheit des Kabelaufrollsystems nach außen geführt werden. Beim Aufrollen des Kabels können dann am Kabel haftender Schmutz oder Nässe mechanisch entfernt werden, bevor sie ins Innere des Kabelaufrollsystems gelangen können. Zusätzlich oder alternativ kann das Ladekabel innerhalb des Kabelaufrollsystems auch in einer Kapsel und/oder Wanne angeordnet sein, durch welche es vom Rest der Ladestation und den darin befindlichen elektrischen Einrichtungen getrennt ist. According to another embodiment of the invention, the charging cable is led out of the charging station through a downwardly inclined channel. The downward inclination of the channel prevents moisture and / or dirt from entering the interior of the charging station, as these tend to be pulled out of the channel due to gravity. Furthermore, the charging cable can be led out of the winding unit of the cable reeling system via a dirt and moisture wiper. When the cable is rolled up, dirt or moisture adhering to the cable can then be mechanically removed before it can reach the inside of the cable reeling system. Additionally or alternatively, the charging cable within the Kabelaufrollsystems in a Capsule and / or pan can be arranged, by which it is separated from the rest of the charging station and the electrical equipment therein.

Des Weiteren kann am tiefsten Punkt des Kanals, durch welchen das Ladekabel von der Kabelaufrollstation nach außen geführt wird, ein Abfluss vorgesehen sein, durch den Schmutz und/oder Feuchtigkeit den Kanal (und damit die Ladestation) wieder verlassen können. Furthermore, at the lowest point of the channel, through which the charging cable is led from the cable reeling station to the outside, an outflow may be provided through which dirt and / or moisture can leave the channel (and thus the charging station) again.

Gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung ist das Ladekabel über einen Kanal aus der Ladestation geführt, der bei Nichtgebrauch durch eine Klappe verschlossen ist. Bei dem Kanal kann es sich insbesondere um einen abwärts geneigten Kanal der vorstehend beschriebenen Art handeln. Des Weiteren ist die Klappe vorzugsweise mit einer Steuerung der Ladestation verbunden, so dass sie nach (erfolgreicher) Initiierung eines Ladevorganges automatisch entriegelt und/oder geöffnet wird bzw. nach Abschluss eines Ladevorganges automatisch geschlossen und/oder verriegelt wird. According to another embodiment of the invention, the charging cable is led out of the charging station via a channel, which is closed by a flap when not in use. In particular, the channel may be a downwardly inclined channel of the type described above. Furthermore, the flap is preferably connected to a control of the charging station, so that it is automatically unlocked and / or opened after (successful) initiation of a charging process or automatically closed and / or locked after completion of a charging process.

Im Folgenden wird die Erfindung mit Hilfe der beigefügten Figur beispielhaft näher erläutert. Die einzige Figur zeigt schematisch in einer seitlichen Schnittansicht eine Ladestation mit einem erfindungsgemäßen Kabelaufrollsystem. The invention will be explained in more detail below by way of example with the aid of the attached FIGURE. The single figure shows schematically in a sectional side view a charging station with a cable reeling system according to the invention.

Ladestationen für Elektrofahrzeuge sind bisher so konzipiert, dass sie über eine Steckdose verfügen, mit welcher das Kabel eines aufzuladenden Elektrofahrzeuges verbunden werden kann. Demgegenüber ist bei der in der Figur schematisch dargestellten Ladestation 200 für Elektrofahrzeuge das Ladekabel 104 mit einer daran befindlichen Ladekupplung 105 in die Ladestation integriert. Dazu ist ein Kabelaufrollsystem 100 vorgesehen, durch welches das Ladekabel 104 bei Nichtgebrauch innerhalb der Ladestation sicher vor unautorisiertem Zugriff verstaut ist. Charging stations for electric vehicles have so far been designed so that they have a socket with which the cable of an electric vehicle to be charged can be connected. In contrast, in the charging station shown schematically in the figure 200 for electric vehicles, the charging cable 104 with a charge coupling located on it 105 integrated into the charging station. This is a cable reeling system 100 provided by which the charging cable 104 safely stored away from unauthorized access when not in use within the charging station.

Das Kabelaufrollsystem 100 stellt eine Komponente der Ladestation 200 dar. Typischerweise verfügt eine Ladestation 200 über zwei (oder mehr) unabhängig voneinander nutzbare Kabelaufrollsysteme 100 (nur eines ist in der Figur erkennbar). Die Kabelaufrollsysteme 100 und die Ladestation 200 sind dabei so konzipiert, dass die Kabelaufrollsysteme im oberen Bereich einer Ladestation integriert werden können. Der dafür vorzusehende Bauraum hat vorzugsweise standardisierte Abmessungen, welche dem Hersteller der Ladestation über entsprechende (z. B. 3D CAD-Daten) zur Verfügung gestellt werden können. The cable rewind system 100 represents a component of the charging station 200 typically has a charging station 200 two (or more) independently usable cable rewind systems 100 (only one is visible in the figure). The cable rewind systems 100 and the charging station 200 are designed so that the cable reeling systems can be integrated in the upper part of a charging station. The installation space to be provided for this purpose preferably has standardized dimensions which can be made available to the manufacturer of the charging station via corresponding (for example 3D CAD data).

Das Kabelaufrollsystem 100 umfasst eine Wickeleinheit 103, beispielsweise nach Art einer Kabeltrommel, auf deren Achse das Ladekabel 104 bei Nichtgebrauch aufgewickelt ist. Mit seinem ersten (nicht freien) Ende ist das Ladekabel elektrisch in einer Klemmstelle (nicht dargestellt) an der Wickeleinheit 103 mit Schleifkontakten (nicht dargestellt) oder dergleichen verbunden, über welche die Energie- und Signalübertragung aus dem Bereich der Energieverteilung der Ladestation erfolgen kann. The cable rewind system 100 includes a winding unit 103 , For example, in the manner of a cable drum, on the axis of the charging cable 104 is wound up when not in use. With its first (not free) end, the charging cable is electrically in a nip (not shown) on the winding unit 103 with sliding contacts (not shown) or the like, via which the energy and signal transmission from the field of energy distribution of the charging station can take place.

Die Wickeleinheit 103 ist weiterhin mit einem (Elektro-)Motor 102 gekoppelt, über den durch eine entsprechende Drehbewegung das Ladekabel auf- oder abgewickelt werden kann. Der Motor 102 kann wie dargestellt Teil des Kabelaufrollsystems 100 oder aber alternativ ein Teil der Ladestation 200 sein. Der Motor 102 wird von einer Steuereinheit 101 angesteuert, welche seinen Betrieb mit den Vorgängen in der Ladestation 200 koordiniert. Auch diese Steuereinheit 101 kann ganz oder teilweise zum Kabelaufrollsystem 100 oder zur Ladestation 200 gehören. The winding unit 103 is still with an (electric) engine 102 coupled via the by a corresponding rotational movement the charging cable can be wound or unwound. The motor 102 Can be part of the cable reel system as shown 100 or alternatively part of the charging station 200 be. The motor 102 is from a control unit 101 which controls its operation with the processes in the charging station 200 coordinated. Also this control unit 101 may be wholly or partially to the cable reeling system 100 or to the charging station 200 belong.

An seinem freien Ende trägt das Ladekabel 104 eine Ladekupplung 105, welche mit einem entsprechenden Stecker am Elektroauto (nicht dargestellt) gekoppelt werden kann. At its free end carries the charging cable 104 a charging coupling 105 , which can be coupled with a corresponding plug on the electric car (not shown).

Der Kabelausgang aus der Ladestation 200 ist vorzugsweise wie dargestellt durch einen rohrförmigen, abwärts geneigten Kanal 202 realisiert, welcher mit einer elektromechanisch betätigten Klappe 203 nach außen hin verschließbar ist. Innerhalb dieses Kanals 202 findet die Ladekupplung 105 ihre Ruheposition, wenn das Ladekabel 104 wie dargestellt vollständig aufgewickelt ist. The cable exit from the charging station 200 is preferably as shown by a tubular, downwardly inclined channel 202 realized, which with an electromechanically operated flap 203 is closable to the outside. Within this channel 202 finds the charging coupling 105 their resting position when the charging cable 104 as shown completely wound up.

Des Weiteren ist in der Figur erkennbar, dass am Übergang des Kanals 202 ins Innere der Ladestation 200 ein Schmutzabstreifer 205 vorgesehen ist, welcher beispielsweise aus elastischen, am Ladekabel 104 anliegenden Lippen und/oder Borsten besteht und durch den das Ladekabel 104 geführt wird. Eventuell anhaftender Schmutz und Feuchtigkeit werden so beim Aufwickeln vom Ladekabel getrennt. Furthermore, it can be seen in the figure that at the transition of the channel 202 inside the charging station 200 a dirt scraper 205 is provided, which, for example, elastic, on the charging cable 104 attached lips and / or bristles and through which the charging cable 104 to be led. Any adhering dirt and moisture are thus separated from the charging cable during winding.

Des Weiteren ist an einem tiefen bzw. dem tiefsten Punkt des Kanals 202 ein Auslass 204 vorgesehen, durch welchen die Ansammlung von Schmutz und Wasser innerhalb des Kanals verhindert wird. Furthermore, at a deep or the lowest point of the channel 202 an outlet 204 provided, which prevents the accumulation of dirt and water within the channel.

Ein typischer Benutzungsvorgang läuft an der Ladestation 200 gemäß den folgenden Prozessschritten ab:

  • – Ein Nutzer meldet sich am System der Ladestation 200 an und wird zur Nutzung des Ladesystem autorisiert. Dadurch erfolgt eine Freischaltung des Ladesystems bzw. eine Initiierung des Ladevorganges.
  • – Die Klappe 203 am rohrförmigen Kanal 202 wird geöffnet.
  • – Eine vorgegebene Länge von beispielsweise 0,5 m des Ladekabels 104 wird durch Ansteuerung des Motors 102 automatisch abgewickelt, so dass die Ladekupplung 105 aus dem Kanal 202 herausgefahren und für den Nutzer zugänglich wird.
  • – Die Abwicklung wird gestoppt und das Ladekabel 104 wird in der erreichten Position gehalten.
  • – Sodann kann durch den Nutzer ein manuelles, teilweises oder vollständiges Herausziehen des Ladekabels 104 erfolgen und die Kontaktierung der Ladekupplung 105 mit dem Fahrzeug.
  • – Das Fahrzeug wird geladen.
  • – Während des Ladens erfolgt eine Temperaturüberwachung im Kabelaufrollsystem mit Hilfe von Temperatursensoren (nicht dargestellt). Bei Überschreitung einer vorgegebenen Temperaturschwelle wird eine Reduzierung der Ladeleistung über die Steuerung der Ladestation veranlasst.
  • – Durch ein Signal aus dem Fahrzeug wird der Ladevorgang beendet.
  • – Das Ladekabel 104 wird durch den Motor 102 eingezogen. Dabei erfolgt der Einzug mit einer Kraftbegrenzung, um Verletzungen zu vermeiden.
  • – Nach Erreichen der Endlage der Ladekupplung wird der Aufrollvorgang beendet.
  • – Die Klappe 203 wird wieder verschlossen.
A typical usage operation is at the charging station 200 according to the following process steps:
  • - A user logs on the system of the charging station 200 and is authorized to use the charging system. This results in an activation of the charging system or an initiation of the charging process.
  • - The flap 203 on the tubular channel 202 will be opened.
  • - A given length of, for example, 0.5 m of the charging cable 104 is by driving the motor 102 automatically handled, leaving the charge coupling 105 from the channel 202 moved out and accessible to the user.
  • - The settlement is stopped and the charging cable 104 will be held in the position reached.
  • - Then can by the user a manual, partial or complete withdrawal of the charging cable 104 done and the contacting of the charging coupling 105 with the vehicle.
  • - The vehicle is being loaded.
  • - During charging, a temperature monitoring in the cable reeling system by means of temperature sensors (not shown). If a predetermined temperature threshold is exceeded, a reduction of the charging power is caused by the control of the charging station.
  • - A signal from the vehicle stops the charging process.
  • - The charging cable 104 is by the engine 102 moved in. The entry is done with a force limiter to avoid injury.
  • - After reaching the end position of the loading coupling, the reeling process is ended.
  • - The flap 203 will be closed again.

Das Kabelaufrollsystem 100 ist vorteilhafterweise so gestaltet, dass es im Servicefall einfach ausgetauscht werden kann. Zu diesem Zweck werden alle elektrischen Anschlüsse vorzugsweise mit Steckverbindungen versehen. The cable rewind system 100 is advantageously designed so that it can be easily replaced in case of service. For this purpose, all electrical connections are preferably provided with plug connections.

Sollten Schmutz und Feuchtigkeit nicht in ausreichendem Maße über die Abstreifer 205 entfernt werden können, so kann zusätzlich oder alternativ eine Hülle oder ein Auffangbecken um die Wickeleinheit 103 herum vorgesehen werden, um zu verhindern, dass Schmutz oder Feuchtigkeit die Elektroinstallationskomponenten erreichen. Dirt and moisture should not be enough on the scrapers 205 can be removed, it may additionally or alternatively a shell or a catch basin to the winding unit 103 be provided around to prevent dirt or moisture from reaching the electrical installation components.

Beim manuellen Ausziehen des Ladekabels wird die Drehbewegung des Aufrollsystems vorzugsweise leicht gebremst, damit bei schnellem ruckartigem Auszug kein Nachlaufen stattfindet, bei dem das Kabel aus der Spule herausspringen könnte. Falls durch den Nutzer versucht wird, das Kabel (bei Stopp des Antriebs) in die Ladesäule zurückzuschieben, darf das Kabel nicht von der Wickeleinheit 103 abspringen. Zu diesem Zweck sind die seitlichen Begrenzungswände der Wickeleinheit entsprechend auszulegen. When manually pulling out the charging cable, the rotational movement of the roll-up system is preferably slightly slowed down, so that in fast jerky excerpt no lagging takes place, in which the cable could jump out of the coil. If the user tries to push the cable back into the charging station (when the drive stops), the cable must not be disconnected from the winding unit 103 jump off. For this purpose, the lateral boundary walls of the winding unit must be interpreted accordingly.

Zusammenfassend wird durch das beschriebene Kabelaufrollsystem 100 und die Ladestation 200 ein Ladesystem mit den folgenden Merkmalen bzw. Funktionen realisiert:

  • – Aufbewahrung des Ladekabels.
  • – Kontaktierung des Ladekabels mit dem Aufrollsystem.
  • – Kontaktierung des Aufrollsystems zur Elektroinstallation und zur Steuerung der Ladestation.
  • – Abwickeln des Kabels auf Anforderung.
  • – Halten des Kabels nach teilweise Abwicklung (ca. 0,5 m).
  • – Freigeben des Ladekabels bei manuellem Zug.
  • – Motorische Aufwicklung des Ladekabels, sobald die Steckvorrichtung vom Fahrzeug getrennt wurde (Signal kommt von der Steuerung der Ladestation.)
  • – Temperaturüberwachung im Aufrollsystem.
  • – Servicefreundliche Austauschmöglichkeit.
  • – Kraftbegrenzung, um Verletzungen zu vermeiden.
  • – Mehrmaliges, erneutes Starten des Aufrollmechanismus nach Kraftüberschreitung in parametrierbaren Zeitabständen.
  • – Erkennung der Endlage.
  • – Kapselung von Verschmutzung und Feuchtigkeit.
In summary, by the cable reeling system described 100 and the charging station 200 implemented a charging system with the following features or functions:
  • - Storage of the charging cable.
  • - Contacting the charging cable with the roll-up system.
  • - contacting the roll-up system for electrical installation and control of the charging station.
  • - Unwind the cable on request.
  • - Holding the cable after partial unwinding (about 0.5 m).
  • - Release the charging cable when pulling manually.
  • - Motor winding of the charging cable as soon as the plug-in device has been disconnected from the vehicle (signal comes from the charging station controller).
  • - Temperature monitoring in the roll-up system.
  • - Service-friendly exchange option.
  • - Force limit to avoid injury.
  • - repeated, re-starting the reeling mechanism after exceeding the force in parameterizable time intervals.
  • - Detection of the end position.
  • - Encapsulation of dirt and moisture.

Claims (13)

Ladestation (200) für Stromverbraucher, insbesondere für Elektrofahrzeuge, enthaltend mindestens ein Kabelaufrollsystem (100) mit einem Ladekabel (104) und mit einer Wickeleinheit (103), auf welcher das Ladekabel bei Nichtgebrauch aufgewickelt ist. Charging station ( 200 ) for electricity consumers, in particular for electric vehicles, comprising at least one cable reeling system ( 100 ) with a charging cable ( 104 ) and with a winding unit ( 103 ), on which the charging cable is wound up when not in use. Kabelaufrollsystem (100) für eine Ladestation (200), enthaltend ein Ladekabel (104) und eine Wickeleinheit (103), auf welcher das Ladekabel bei Nichtgebrauch aufgewickelt ist. Cable reeling system ( 100 ) for a charging station ( 200 ) containing a charging cable ( 104 ) and a winding unit ( 103 ), on which the charging cable is wound up when not in use. Verfahren zum Laden von Stromverbrauchern, insbesondere von Elektrofahrzeugen, umfassend die Schritte: a) Abwickeln eines Ladekabels (104) von einem Kabelaufrollsystem (100) einer Ladestation (200); b) Aufladen des Stromverbrauchers über das Ladekabel (104); c) Aufwickeln des Ladekabels (104) auf dem Kabelaufrollsystem (100). Method for charging power consumers, in particular electric vehicles, comprising the steps of: a) unwinding a charging cable ( 104 ) of a cable reeling system ( 100 ) of a charging station ( 200 ); b) Charging the power consumer via the charging cable ( 104 ); c) winding the charging cable ( 104 ) on the cable reeling system ( 100 ). Ladestation (200), Kabelaufrollsystem (100) oder Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kabelaufrollsystem einen Motor (102) enthält zum automatischen Aufwickeln und/oder Abwickeln des Ladekabels (104). Charging station ( 200 ), Cable reeling system ( 100 ) or method according to one of the preceding claims, characterized in that the cable reeling system comprises a motor ( 102 ) for automatically winding and / or unwinding the charging cable ( 104 ). Ladestation (200), Kabelaufrollsystem (100) oder Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuereinheit (101) vorgesehen ist, welche den Betrieb des Motors (102) und die Übertragung elektrischer Energie und/oder elektrischer Signale über das Ladekabel (104) koordiniert. Charging station ( 200 ), Cable reeling system ( 100 ) or method according to claim 4, characterized in that a control unit ( 101 ) is provided which the operation of the engine ( 102 ) and the transmission of electrical energy and / or electrical signals via the charging cable ( 104 ) coordinates. Ladestation (200), Kabelaufrollsystem (100) oder Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass nach Initiierung eines Ladevorganges eine vorgegebene Länge des Ladekabels (104) vom Kabelaufrollsystem (100) abgewickelt wird. Charging station ( 200 ), Cable reeling system ( 100 ) or method according to one of the preceding claims, characterized in that after initiation of a charging process, a predetermined length of the charging cable ( 104 ) from the cable reeling system ( 100 ). Ladestation (200), Kabelaufrollsystem (100) oder Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass nach Initiierung eines Ladevorganges ein manuelles Abwickeln des Ladekabels (104) freigegeben wird. Charging station ( 200 ), Cable reeling system ( 100 ) or method according to one of the preceding claims, characterized in that after initiation of a charging process, a manual unwinding of the charging cable ( 104 ) is released. Ladestation (200), Kabelaufrollsystem (100) oder Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass nach Abschluss eines Ladevorganges und/oder auf Nutzeranweisung ein automatisches Aufrollen des Ladekabels (104) gestartet wird. Charging station ( 200 ), Cable reeling system ( 100 ) or method according to one of the preceding claims, characterized in that after completion of a loading operation and / or on user instruction automatic reeling of the charging cable ( 104 ) is started. Ladestation (200), Kabelaufrollsystem (100) oder Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufrollen gestoppt wird, wenn eine vorgegebene Einzugskraft überschritten wird, wobei vorzugsweise das Aufrollen mehrfach nach einem Stoppen und einer Pause wieder neu begonnen wird. Charging station ( 200 ), Cable reeling system ( 100 ) or method according to claim 8, characterized in that the rolling is stopped when a predetermined retraction force is exceeded, preferably, the reeling is restarted several times after a stop and a pause again. Ladestation (200), Kabelaufrollsystem (100) oder Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ladestation eine Temperaturüberwachung enthält, welche bei Überschreiten eines vorgegebenen Grenzwertes die Leistungsübertragung über das Ladekabel (104) reduziert. Charging station ( 200 ), Cable reeling system ( 100 ) or method according to one of the preceding claims, characterized in that the charging station contains a temperature monitoring, which, when a predetermined limit value is exceeded, the power transmission via the charging cable ( 104 ) reduced. Ladestation (200), Kabelaufrollsystem (100) oder Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kabelaufrollsystem auswechselbar in der Ladestation (200) angeordnet ist. Charging station ( 200 ), Cable reeling system ( 100 ) or method according to one of the preceding claims, characterized in that the cable reeling system interchangeable in the charging station ( 200 ) is arranged. Ladestation (200), Kabelaufrollsystem (100) oder Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Ladekabel (104) über einen abwärts geneigten Kanal (202) aus der Ladestation geführt wird. Charging station ( 200 ), Cable reeling system ( 100 ) or method according to one of the preceding claims, characterized in that the charging cable ( 104 ) via a downwardly inclined channel ( 202 ) is led out of the charging station. Ladestation (200), Kabelaufrollsystem (100) oder Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Ladekabel (104) über einen Kanal (202) aus der Ladestation (200) geführt wird, der bei Nichtgebrauch durch eine Klappe (203) verschlossen ist. Charging station ( 200 ), Cable reeling system ( 100 ) or method according to one of the preceding claims, characterized in that charging cable ( 104 ) over a channel ( 202 ) from the charging station ( 200 ), which when not in use by a flap ( 203 ) is closed.
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