AT511533B1 - Sicherheitsvorrichtung für eine stromquelle - Google Patents

Abstract

Sicherheitsvorrichtung für eine Stromquelle, insbesondere einer säulenförmigen Elektroladestelle (2) flir Elektrofahrzeuge, dadurch gekennzeichnet, dass an der Säule bei Überschreitung einer definierten Krafteinwirkung eine Sollbruchstelle der Lagerung bricht (8) oder bei einem Stromdiebstahlversuch eine in der Umhüllung der Leerverrohrung angebrachte elektrische Verbindung ( 4) unterbrochen wird und ein in einem Niedervoltkreislauf integrierter Schalter (3), vorzugsweise in Form einer Schleife (4), ein elektronisches Signal an eine räumlich von der Ladesäule abgesetzte Zentraleinheit (7) sendet, welche über einen mechanischen oder elektronischen Schalter (6) die Stromzufuhr zum Stecker (1) unterbricht.

Description

Beschreibung [0001] Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Vermeidung mechanischer Beschädigungenund Sicherheitsabschaltung bei dennoch erfolgter mechanischer Beschädigung einer elektri¬schen Ladevorrichtung für ein Elektrofahrzeug sowie Sicherheitsabschaltung bei Versuch vonStromdiebstahl [0002] Studien zeigen, dass die Anzahl der elektrisch betriebenen Kraftfahrzeuge in den kom¬menden Jahren aus Umweltschutz- und Effizienzgründen stark steigen wird. Bereits 2015 soll,laut einer Studie des „Center of Automotive Research“ in Gelsenkirchen, der Anteil von Elektro¬autos 10% übersteigen. Damit verbunden ist die Notwendigkeit zur Errichtung eines dichtenNetzes an Elektroladestellen zur Ladung der Elektrofahrzeuge. Die diese Elektroladestellen zueinem Großteil sehr nahe an öffentlichen Verkehrsflächen aufgestellt werden müssen ist dasRisiko einer Beschädigung der Ladestellen durch Fahrzeuge hoch. Fahrzeuge können dieLadestellen sowohl beim Einparken, aber auch durch Unfälle im Fließverkehr beschädigen oderzerstören. Da die Anzahl der benötigten Ladestellen das 1 bis 2,5-fache der Anzahl der Elektro¬fahrzeuge betragen wird ist der zu erwartende Aufwand für die Reparatur beschädigter oderzerstörter Ladestellen beträchtlich.

[0003] Ein weiteres Problem stellt die Sicherheit defekter oder zerstörter Ladestellen dar. AnLadestellen die beschädigt oder umgefahren und damit zerstört werden, können freiliegende,Strom führende Teile ein Sicherheitsrisiko für Passanten darstellen.

[0004] Zerstörte Ladestellen sind für Fahrzeugbenutzer zur Ladung nicht verfügbar. Fehlendeoder späte Information über die Reparaturbedürftigkeit an einen Wartungsdienst und an poten¬tiellen Benutzer, dass die jeweilige Ladestelle nicht zur Ladung zur Verfügung steht führt zunegativen Auswirkungen auf die Verfügbarkeit eines Ladestellennetzwerkes und kann Nachteilefür die Nutzungsmöglichkeit von Elektrofahrzeugen bedeuten wenn diese nicht wie geplant aneiner Ladestelle Energie erhalten. Zeit- und Mobilitätsverlust können die Folge sein.

[0005] Mit Anmeldung 474/2010 beim österreichischen Patentamt wurde vom Patenteinreicherder gegenständlichen Anmeldung eine Vorrichtung zum Patent eingereicht, welche eine Lade¬vorrichtung in Säulenform umfasst, die kippbar angeordnet ist und eine Sicherheitsabschaltungbeinhaltet. Die in dieser Patentanmeldung angeführte Sicherheitsabschaltung befindet sichdabei in einem am Fuß der Säule angeordneten Behälter. In bestimmten Fällen ist die Anord¬nung eines Behälters unter der Säule aus bautechnischen, umweltbedingten oder regulatori¬schen Gründen nicht möglich. Bautechnische Gründe können beispielsweise die Aufstellungder Ladevorrichtung an Verkehrsflächen sein in der eine Aufgrabung für einen Behälter imBoden nicht möglich ist wie es beispielsweise in Tiefgaragen der Fall ist wenn eine Betondeckeaus Gründen der Statik oder aus Kostengründen nicht angebohrt werden soll. UmweltbedingteGründe können durch Grund- oder Oberflächenwasser exponierte Bereiche sein. Ebenfallskann eine Anbringung des Behälters aus regulatorischen Gründen unmöglich sein, wennStromnetzbetreiber einen elektrischen Anschluss der Ladevorrichtung fordern, der einfachzugängig und insbesondere in Verbindung mit einem Stromzähler über dem Straßenniveauliegen soll. Ein weiteres, rechtliches Problem bei der Aufstellung von Ladevorrichtungen bestehtdarin, dass zur Absicherung gegen Energiediebstahl die Leitungsführung zwischen Stromzählerund der Stromentnahmestelle, eine so genannte „gezählte Leitung“, in vielen Ländern nicht überöffentlichen Grund erfolgen darf.

[0006] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die dargestellten Nachteile und Mängel be¬kannter Systeme zu vermeiden oder zu verringern.

[0007] Sicherheitsvorrichtungen zur Verringerung mechanischer Schäden, Erkennen von neu¬ralgischen Standorten mit hohem Schädigungspotential sowie zur Reduktion von Folgeschädenfür Mensch, Tier und Material bei trotzdem aufgetretenen Schäden und zur Absicherung gegenStromdiebstahl an Elektroladestellen sollen in Form einer speziellen Vorrichtung zur flexiblenAnbringung der Sicherheitsschaltelemente eingesetzt werden.

[0008] Diese Aufgabe wird mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß den kennzeichnen¬den Teilen der unabhängigen Ansprüche gelöst.

[0009] Zur Vermeidung von Schäden an Elektroladestellen durch Kollisionen mit Fahrzeugenmit geringer Geschwindigkeit und Krafteinwirkung erfolgt erfindungsgemäß durch eine Sicher¬heitsvorrichtung für eine Stromquelle, insbesondere einer säulenförmigen Elektroladestelle fürElektrofahrzeuge, dadurch gekennzeichnet, dass die Stromzufuhr im Falle einer schwererenmechanischen Beschädigung der Ladestation, insbesondere durch Fahrzeuge, unterbrochenwird. Dabei ist erfindungsgemäß ein Schalter, vorzugsweise in Form einer Kontaktschleife aneiner Sollbruchstelle, im Sockel einer Elektroladestation integriert. Wird nun die Elektroladestel¬le zum Beispiel durch das Rammen mit einem Kraftfahrzeug so stark beschädigt, dass einBruch der Sollbruchstelle erfolgt, wird dabei auch die Kontaktschleife oder ein sonstiger Schal¬ter in einem Niedervoltstromkreis unterbrochen. Erfindungsgemäß wird diese Unterbrechung aneinen, im Gegensatz zu bekannten Systemen, von der Ladestelle disloziert angebrachten inte¬grierten Zentralprozessor gemeldet, welcher die Hochspannungsstromzufuhr zur Steckbuchsemittels eines vorzugsweise elektronischen Schalters unterbricht und automatisiert über eineFunkdatenübertragung eine Fehlermeldung an eine Servicezentrale übermittelt. SämtlicheElektronischen Bauteile mit Ausnahme des Näherungssensors und des Lesegerätes für denSteckerchip sind dabei zur Vermeidung von Beschädigungen erfindungsgemäß in einem Behäl¬ter oder einem Schaltschrank, der sich außerhalb der Zone mit hohem Beschädigungsrisikobefindet, angebracht. Der dislozierte Behälter oder Schaltschrank kann dadurch in vielen Fällenohne wesentliche Restriktion in Hinblick auf optisches Erscheinungsbild, Größe und Einschrän¬kungen in Hinblick auf zusätzliche Schutzmaßnahmen, welche häufig am direkten Aufstellungs¬ort einer Ladevorrichtung gegeben sind, ausgeführt werden. Mit der erfindungsgemäßen Vor¬richtung ist damit zusätzlich zur Verbesserung der elektrischen Sicherheit auch eine höhereFlexibilität der Anbringung der Abschalteinrichtung gegeben. Darüber hinaus kann auch eineZusammenfassung der erfindungsgemäßen dislozierten Sicherheitsabschaltvorrichtung fürmehrerer Ladevorrichtung an einem gemeinsamen Standort erfolgen, wodurch sowohl dieKosten der sicheren Unterbringung der Sicherheitselektronik je Ladestelle als auch das elektri¬sche Risiko sowie das Risiko der Beschädigung durch Unfall oder Vandalismus oder einesDiebstahls von Teilen der Ladestelle reduziert werden können. Um den Stromdiebstahl an derin dieser Ausführung erforderlichen Weiterleitung einer bereits gezählten Leitung zu unterbin¬den, wird erfmdungsgemäß die Kontaktschleife in der Hülle einer Leerverrohrung in welcher dieVerkabelung zwischen Ladestelle und dislozierter Sicherheitsabschaltvorrichtung eingezogenwird weitergeführt wodurch es auch bei einer Beschädigung der Hülle der Leerverrohrung zueiner Abschaltung der Stromversorgung kommt.

[0010] Die Zeichnungen zeigen Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Vorrichtung,wobei [0011] Fig.1 und 2 eine Sicherung gegen Stromschlag bei Beschädigung einer Ladestation zeigen.

[0012] Fig. 3 und 4 zeigen eine mögliche Ausführungsvariante der Kontaktschleife in der

Ummantelung einer Leerverrohrung zur Verhinderung von Stromdieb¬stahl.

[0013] Fig.5 zeigt eine alternative Anordnung der elektronischen Bauteile an einer

Garagendecke.

[0014] Fig.6 zeigt eine mögliche elektronische Ausführung der dislozierten Sicher¬ heitsvorrichtung.

[0015] Fig.1 zeigt die schematische Darstellung einer Vorrichtung zur automatischen Abschal¬tung einer Ladestation 2 bei Beschädigung. Dabei ist ein Schalter 3 in Verbindung mit einerKontaktschleife 4 in einem Niedervoltstromkreis an einer Sollbruchstelle 8 in einem räumlichgetrennten Gehäuse 5 einer Elektroladestation 2 integriert, der mittels einer Zentraleinheit 7,welche erfindungsgemäß disloziert von der Elektroladestelle in einem Schaltschrank 5 montiert ist und über einen Mittel- oder Hochspannungsschalter 3 die Stromzufuhr zur Elektroladesäule2 unterbricht.

[0016] Fig. 2 zeigt die Elektroladestelle 2 nach Beschädigung, zum Beispiel durch das Rammenmit einem Kraftfahrzeug 9. Wird diese Elektroladestelle 2 so stark beschädigt, dass ein Bruchder Elektroladestelle 2 an der Sollbruchstelle 8 erfolgt wird dabei auch die Kontaktschleife 4oder ein sonstiger Schalter unterbrochen. Erfindungsgemäß wird diese Unterbrechung an einenin räumlich von der Ladestelle getrennten Zentralprozessor (Steuereinheit) 7 gemeldet, welcherdie Mittel- oder Hochspannungsstromzufuhr zur Steckdose 1 mittels eines Mittel- oder Hoch¬spannungsschalters 6 unterbricht und eine Meldung an eine Servicezentrale über eine mit demZentralprozessor verbundene Kommunikationseinrichtung 10 übermittelt.

[0017] Fig. 3 zeigt im Detail eine mögliche Ausführung der Überwachung und Sicherheitsab¬schaltung der Leerverrohrung 14 zwischen Elektrobuchse 1 und dislozierter Zentraleinheit 7und einer Sicherheitsschaltvorrichtung 8 durch die Weiterführung der Sicherheitsschleife 4 odereiner zusätzlichen Sicherheitsschleife in oder an der Ummantelung 15 des Leerrohres 14.

[0018] Fig. 4 Wird die Sicherheitsschleife 4 beispielsweise beim Versuch eines Stromdiebstahlsdurch Beschädigung mit einem Werkzeug 12 unterbrochen so wird über eine Verbindung 13 einProzessor 7 informiert. Der Prozessor 7 deaktiviert daraufhin vorzugsweise die Steckdose 2bzw. alle weiteren Spannung führenden Leitungen der Ladesäule sowie auch die Mittel- oderHochspannungszuleitung und die Möglichkeit eines Stromdiebstahls.

[0019] Fig. 6 zeigt eine Ausführung mit Montage der Vorrichtung zur Sicherheitsabschaltung ander Garagendecke.

[0020] Fig. 5 zeigt eine mögliche Ausführung einer elektronischen Schaltung für eine Elektrola-destelle mit Darstellung der Räumlichen Trennung der Elektronikbauteile

Claims (4)

1. Patentansprüche 1. Sicherheitsvorrichtung für eine Stromquelle, in Verbindung mit einer säulenförmigen Elekt-roladestelle (2) und einem Stecker (1) sowie einer räumlich von der Ladestelle getrenntenZentraleinheit (7) für Elektrofahrzeuge, dadurch gekennzeichnet, dass bei Überschrei¬tung einer vordefinierten Krafteinwirkung eine Sollbruchstelle der Lagerung bricht und einin einem Niedervoltkreislauf integrierter Schalter (3), vorzugsweise in Form einer Schleife (4), ein elektronisches Signal an eine von der Ladestelle selbst räumlich getrennte Zentral¬einheit (7) sendet, welche über einen mechanischen oder elektronischen Schalter (6) dieStromzufuhr zum Stecker (1) unterbricht. (Fig 1,2)
2. 2. Sicherheitsvorrichtung gegen Stromdiebstahl an der Verbindungsleitung zu einer Strom¬quelle, bestehend aus einer in einer säulenförmigen Elektroladestelle und einem Stecker (1) sowie einer räumlich getrennten Zentraleinheit (7) für Elektrofahrzeuge, dadurch ge¬kennzeichnet, dass die Verbindung zwischen der Elektroladestelle (2) und der Zentralein¬heit (7) in einer Leerverrohrung (14) erfolgt, in deren Ummantelung eine mit der Zentralein¬heit verbundene Niedervoltschleife (4) geführt wird welche bei Unterbrechung ein elektroni¬sches Signal an eine von der Ladestelle selbst räumlich getrennte Zentraleinheit (7) sen¬det, welche über einen mechanischen oder elektronischen Schalter (6) die Stromzufuhrzum Stecker (1) unterbricht. (Fig 3, 4)
3. 3. Sicherheitsvorrichtung für eine Stromquelle nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet,dass die räumliche Anordnung der Sicherheitsabschulung an der Decke einer Garage aus¬geführt ist. Hierzu
4. 4 Blatt Zeichnungen