EP2377208A2 - Konduktives strombetanken - Google Patents

Konduktives strombetanken

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Publication number
EP2377208A2
EP2377208A2 EP09808973A EP09808973A EP2377208A2 EP 2377208 A2 EP2377208 A2 EP 2377208A2 EP 09808973 A EP09808973 A EP 09808973A EP 09808973 A EP09808973 A EP 09808973A EP 2377208 A2 EP2377208 A2 EP 2377208A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
plug
charging
user module
power
module
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Withdrawn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
EP09808973A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Umweltdatentechnik Gesellschaft m.b.H. Sauper
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Individual
Original Assignee
Individual
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Filing date
Publication date
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Priority claimed from ATA84/2009A external-priority patent/AT507857B1/de
Priority claimed from AT1352009A external-priority patent/AT507879B1/de
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Withdrawn legal-status Critical Current

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    • Y04—INFORMATION OR COMMUNICATION TECHNOLOGIES HAVING AN IMPACT ON OTHER TECHNOLOGY AREAS
    • Y04S—SYSTEMS INTEGRATING TECHNOLOGIES RELATED TO POWER NETWORK OPERATION, COMMUNICATION OR INFORMATION TECHNOLOGIES FOR IMPROVING THE ELECTRICAL POWER GENERATION, TRANSMISSION, DISTRIBUTION, MANAGEMENT OR USAGE, i.e. SMART GRIDS
    • Y04S30/00—Systems supporting specific end-user applications in the sector of transportation
    • Y04S30/10—Systems supporting the interoperability of electric or hybrid vehicles
    • Y04S30/14—Details associated with the interoperability, e.g. vehicle recognition, authentication, identification or billing

Definitions

  • the invention relates to a Hochstromsteckitatissystem for Stront refueling of electric vehicles.
  • the invention relates to a modular charging station system for the current refueling of electric vehicles.
  • the invention relates to a method for unwinding power fluctuations of electric vehicles.
  • the batteries or battery packs to be charged are removed by a robot and re-installed after charging (recharging).
  • high-current cable ie conductive
  • plug for the electric vehicle At the charging station are high-current cable (ie conductive) provided with a corresponding plug for the electric vehicle.
  • high-current connectors are provided, where you can connect an entrained charging cable.
  • the charging stations for charging batteries of electric vehicles have a power transmission device.
  • the disadvantage is that in this respect there are still no standardized charging stations or refueling systems, since neither charging times (eg between 30 minutes and 8 hours) nor energy capacity of the batteries (eg ranges up to 300 km and more) nor battery systems (eg lithium ions) are defined can be.
  • the currently available charging stations are made of standard components, such as energy meter residual current circuit breakers, circuit breakers and corresponding stationary housings. These only partially meet modern criteria, are very expensive, technically complicated and require a lot of maintenance.
  • the invention is based on the object to enable a conductive Strombetanken of electric vehicles for a self-service operation at a charging station, in which the mentioned disadvantages avoided and said, required criteria are met.
  • a contactor is reconfigured such that it is part of the socket and can also be designed as a housing built-in device.
  • a contactor has connection contacts on two opposite sides.
  • the electrical connection of a coil conductively connects the plug contacts with socket contacts via switching contacts with great force, resulting in a disconnection of the connection in the switched state, optionally in conjunction with an additional locking system. prevents and releases again in the unswitched state without effort.
  • the contactor may be a 1-, 2- or multi-pole contactor.
  • the socket can be part of a first, provided in a charging station adapter
  • the modular electric fueling station system has a base unit
  • the basic unit is universally mountable and vandal-proof.
  • the master module and the mobile user module are easily interchangeable, resulting in a fast and easy
  • the base unit may be a stationary housing at a charging station.
  • the master module is a first, arranged in the base unit adapter.
  • the user module is a second adapter which can be attached to or in the basic unit and which is connected to the master module via a plug-in connection for the purpose of securing the current.
  • the master module has for this purpose a socket into which a corresponding plug of the user module can be inserted. Master and user modules thus form a high-current connector system.
  • the electricity supplier or the charging station operator is responsible for commissioning and initialising the charging station.
  • the charging station can, if the base unit is already mounted, be put into operation.
  • the master module is inserted in the master compartment and blocked by theft or screw lock.
  • the master module sets the address of the fuel pump by means of coding, determines the purpose of the fuel pump (private, public) and has a release switch for the activation of the charging voltage.
  • a calibration electronics can be provided.
  • the vehicle owner owns the intelligent user module with protection, measuring and evaluation electronics as well as communication electronics for the data connection to a superordinate server (billing, statistics).
  • the vehicle owner will be the
  • the user module is designed similar to a smart plug adapter and has on one side a socket (220 V or 400 V) to the charging cable of the electric vehicle and on the other side a plug to the base unit.
  • the user module can also be connected directly to the charging cable.
  • the charging process ie the electricity refueling, takes place with Connecting the user module to the charging cable.
  • the internal electronics monitors a potential earth or creep of a live conductor against earth and indicates this via an LED display. This feature makes operation very safe and avoids power accidents.
  • the user module is inserted via a corresponding guide system in the base unit, whereby a protective flap opens to the socket and the user module is then connected.
  • the user module is locked against theft by means of a key or transponder locking system.
  • the flap prevents the charging cable from being disconnected during charging.
  • the user module automatically establishes a data connection with a server, checks any credit and starts releasing the charging voltage. After loading, the vehicle owner is notified via SMS and all data is transferred to the Internet platform. At the end of the charging process, the driver pulls the user module, which remains in its custody, out of the designated compartment of the basic unit.
  • the charging station system fulfills all the criteria mentioned above and is optimally suited to safely and simply produce the infrastructure for charging electric vehicles. Advantages of the system can be summarized as follows:
  • the docking station is standardized and can be quickly pre-assembled on walls or poles.
  • One can e.g. also use a street lamp as a charging station. It is small in size, vandal-proof and without electronics.
  • a power supply without master module and user module is not possible Different designs are possible.
  • the provider can use pre-assembled basic units by installing his master modules and handing user modules with SIM cards to the vehicle owner.
  • the master module can be equipped differently.
  • the basic unit can be equipped both as a private or public petrol station.
  • a comparison counter can be provided as a public gas station.
  • the master module that initializes the gas station can be labeled with supplier logos.
  • the user module is issued by an electricity provider or gas station owner with the SIM card (like a mobile phone).
  • the customer receives a login to an internet platform. There he can open an account, after plugging in the user module and blocking the customer verification with charging location.
  • the charging process begins.
  • the data will be forwarded to the account holder via SMS.
  • the entire electronics are always carried along with the user module, which avoids all problems regarding heat, cold, humidity and vandalism.
  • the costs are calculated on an electric vehicle low. Due to the electronic ground fault monitoring already immediately after plugging in the charging cable at the user module, a reliable charging process is guaranteed (power accident).
  • the system is operable with the power transmission device according to the invention and can be used for any country.
  • the object is achieved by a method for charging power of electric vehicles, in which a first communication unit of a central computer via a first data transmission device with at least one mobile phone and at least one adapter for a charging station is connected and in which via the communication unit of the central computer a Electricity fueling is monitored and billed.
  • the first Gayunikationseinh 'eit of the central computer is the Internet.
  • the adapter of the charging station is connected to a second communication unit, which is connected via a second data transmission device with at least one charging station device, and with a third communication unit, which is connected via a third data transmission device with at least one electric vehicle.
  • the adapter for the charging station via the second and / or third communication unit can obtain data from the charging station or from the electric vehicle and issue commands to the charging station or to the electric vehicle.
  • the power station controller is connected to a fourth communication unit, which is connected via a fourth data transmission device with at least one further charging station device.
  • the adapter via the fourth communication unit obtains data about the charging station and / or controls this (clearances, tariff display, etc.).
  • Communication unit is made a connection to the central computer, in a further step, the data will be checked and a positive check in another Step the stream refueling is released.
  • the central computer and / or the adapter via a protection and monitoring electronics in the adapter data on mechanical connections of charging stations (eg various locks of connectors) and / or on the flow of current (eg temperatures of connectors , Ground fault and fault currents) and / or checked and monitored by a power measuring device on the adapter, wherein in a positive check in a further step, the charging voltage for charging the electric vehicle is released.
  • data may be checked and monitored via mechanical connections of charging stations and / or via the current flow and / or via a power measuring device on the adapter, preferably by the central computer and / or the adapter.
  • data may be sent to the mobile phone via the power refueling.
  • Electricity filling in the context of the present invention is understood to mean the automatic charging (filling) of an electric vehicle with electricity and the billing of the electricity supply - for secure, self-responsible connection / disconnection of an electric vehicle to / from an electricity charging station.
  • a vehicle owner is understood to mean a person who drives an electric vehicle for the purpose of power filling to a charging station and operates this charging station in accordance with the instructions.
  • network operator is understood as the device which is responsible for the supply area (network) of a specific charging station.
  • the term “charging station builder” refers to the facility which is responsible for the installation and operation of a specific charging station.
  • the term “electricity provider” refers to the device which is responsible for the power supply of a specific charging station.
  • the adapter according to this invention is either stationary or mobile Device that can be mounted between a charging cable or on a charging cable or on the electric vehicle executed.
  • the adapter is carried by the vehicle owner (user module) and used only for electricity refueling at the charging station.
  • the adapter with a communication unit of the central computer, for example via a telecommunications network, a cable TV network or a computer network so connectable, so that it is possible to perform all operations including the billing of electricity.
  • the adapter usually has electronics for detecting fault conditions (protection electronics), electronics for measuring the charging energy (measuring electronics), electronics for generating a pilot signal according to standard EN61851-1 or for communication with the vehicle electronics and in the case of a mobile device integrated an electromechanical device to prevent unauthorized removal of the adapter.
  • the adapter can be equipped with display and operating devices and communicate locally with the charging station device.
  • a charging station device is understood to be a unit which determines the address of the charging station and carries out the activation of the charging voltage for the charging of electricity via a contactor.
  • the charging station may also be equipped with a tariff display.
  • Several charging stations can communicate with each other via a communication unit.
  • a charging station installer who receives power station setter access to a charging station portal at the central computer, installs a charging station in a designated location with the assigned number and location coordinates in the service area of the network operator which receives grid operator access to a charging station portal.
  • the charging station installer or the vehicle owner selects an electricity supplier who receives power supplier access to a charging station portal on the central computer for that charging station or adapter. All data is stored in the central database in the master database.
  • a charging station installer or a vehicle owner who is also comprehensively registered in the central database in the master database and receives vehicle owner access to a charging station portal, is the owner or renter of an intelligent adapter which authorizes him to power the fuel.
  • a connection to the central computer is automatically made as the first step via the first communication unit and the data is checked as a second step and is, with positive verification of the data as third Step started the process of electricity refueling.
  • various interlocks, temperatures of the connectors on the adapter, ground fault and fault currents as well as the power measuring device on the adapter are checked and monitored by the adapter itself or by the central computer.
  • the charging voltage is released as the fifth step by a contactor at the charging station for charging the electric vehicle.
  • the vehicle owner is continuously informed via the mobile phone about the stream filling process.
  • the vehicle owner, as well as the network operator, the charging station installer and the electricity supplier also have the option of monitoring the current and past power filling processes at any time via the charging station portal and via their secure access. Billing takes place via the central computer.
  • the adapter also has a communication unit connectable to at least one electric vehicle via a wired or wireless (wireless) communication device, via which the vehicle owner (or anyone else) can monitor operations in the electric vehicle and perform shifts, e.g. manual or programmed remote heating control.
  • a communication unit connectable to at least one electric vehicle via a wired or wireless (wireless) communication device, via which the vehicle owner (or anyone else) can monitor operations in the electric vehicle and perform shifts, e.g. manual or programmed remote heating control.
  • Each network operator receives a network operator access to the portal at the central computer, via which the gas stations located in its supply area can be managed. As a rule, the network operator receives no information about those persons who use the filling station.
  • the charging station manager will receive a charging station setter access to the portal via which those gas stations located within his area can be managed.
  • visualizations of the charging processes can be displayed in real time (3 second values) and, for example in the event of supply bottlenecks, charging processes can be temporarily interrupted.
  • the electricity tanker installer will only receive information if this is explicitly stated on the Electricity station is noted. For example, there could be cheaper rates.
  • the electricity provider or charging station referee transfers the adapter to the vehicle owner with a SIM card and network access.
  • Each electricity provider receives an electricity provider access to the portal through which those customers who wish to purchase electricity can be managed.
  • the vehicle owner receives a vehicle owner access to the charging station platform portal, where all activities are recorded and billing (prepaid, via SIM card, ...) is carried out.
  • the vehicle owner can determine exactly when and where he has used up the amount of electrical energy (graphic displays) and can communicate with the electric vehicle via certain WEB applications or via a mobile phone (for example, switch on heating).
  • FIGS. 1 to 9 show embodiments of a high-current transmission device according to the invention and FIGS. 10 to 12 show embodiments of a power station system according to the invention.
  • FIGS. 1 to 9 show embodiments of high-current transmission devices according to the invention, in which a contactor is reconfigured in such a way that it is part of the bushing 1 and can also be designed as a chassis-mounted device.
  • the contactor is usually missing screwed connection contacts 11. These are on the provided with plug contacts, removable connector 2 is arranged.
  • the connector 1, 2 connects after electrical control of a coil 3, the plug contacts 9 with socket contacts via switch contacts 5 with great effort conductive.
  • the plug 2 has cone-shaped guide lugs 12 and corresponding socket-side recesses 13.
  • the bushing has cone-shaped guide lugs 6 and corresponding plug-side recesses 7 and that the plug-side guide lug 12 during insertion of the plug 2 into the socket 1 a protective flap 14 moves so that this socket openings 15 releases.
  • the protective flap 14 provides protection against contact, which increases the safety for the user.
  • the high-current transmission device according to the invention can be used wherever high-current connections between a mobile device (plug) and a power source (socket) have to be very frequently closed and disconnected with little effort.
  • connection is only then covered (switching on the electrical voltage), if it is ensured that it is a registered user, which can be determined by coding the connector 2, and if the mobile device no errors are registered, which by Impendanz - Measurement or the like can take place.
  • An essential effect of the high current transmission device according to the invention is that only an authorized person and only under certain conditions (unstrung) can solve the connection between the power source and the power consumer again.
  • the high current transmission device socket and / or plug side preferably on both sides, locked.
  • at least one (in particular two) latch 4 directly coupled to the contactor drive 16 is under
  • Guide tabs 12 and the latch 4 ensures that the contactor can close only when the plug 2 has been properly inserted and the slightest unintentional
  • the socket-side locking system reliably prevents a live tension
  • a plug-side locking system (FIG. 6) can be provided in the region of the plug-side recess 7 into which a guide nose 6 of the socket 1 can be inserted.
  • the plug-side locking system consists of at least one arranged on the plug 2 latch 18 and a corresponding recess 19, in addition, a release system 20 may be provided.
  • the locking system can be carried out on one or both sides and on the one hand ensures the correct fit of the plug 2 before the socket-side locking system is in force, and on the other hand prevents the unauthorized removal or falling out of the plug 2 with the socket 1 unlocked.
  • the plug-side locking system is usually controlled electrically, but may also have a mechanical transmission to the latch 18, so that it can also be operated with a key.
  • the plug and / or the socket-side Verrieglung be assigned a mechanical or electrical release mechanism.
  • a thermal monitoring is provided in the plug 2 and / or in the socket 1, which may include a temperature-dependent resistor or semiconductor 26 and an evaluation.
  • a temperature-dependent semiconductor e.g., PTC, PT100
  • the thermal monitoring takes place in the socket part 27, since it is ensured that, as a result of contamination or as a result of other circumstances, no thermal destruction of the plug connection 1, 2 can occur due to premature shutdown.
  • Another protective measure is the measurement of transient current peaks via ferrite coils on the current-carrying conductor in order to be able to detect possible contact erosion.
  • the system according to the invention is 3-pole in the figures, but can be designed with several main contacts 9 (for example 1-pole, 3-pole, 4-pole, earth conductor) and also with auxiliary contacts 21.
  • This can be achieved by (at least) one plug-side guide nose 12 having the required contacts 21, which can be connected to the sliding or plug contacts 22 mounted in the socket-side recess 13.
  • the contacts can be realized both on the plug side and on the socket side in each case via the guide lugs and the corresponding recesses.
  • These auxiliary contacts can be used for the auxiliary voltage supply and / or for bus systems and / or the temperature monitoring and / or for the identification of the plug 2.
  • At least one guide nose 12 of the plug 2 or the plug 2 has a transponder chip 23 which can be evaluated via a receiver 24 mounted in the socket 1.
  • the power transmission system according to the invention may also be connected to a reset system 25, e.g. for resetting a triggered protective device, be equipped.
  • the return system 25 is inserted into a socket-side recess 13 and can be moved by re-insertion of the plug 2 by means of plug-side guide nose 12.
  • FIGS. 10 to 12 show a charging station system for charging the batteries of electric vehicles.
  • the charging station system consists essentially of three
  • the basic unit 31 is designed electronics-free and has a clamping device 34 (for L1, L2, L3, N, MP (220V / 400V, 20A)) for the power supply and compartments 35th , 36 for receiving the master module 32 and the user module 33.
  • a clamping device 34 for L1, L2, L3, N, MP (220V / 400V, 20A)
  • the power supply and compartments 35th , 36 for receiving the master module 32 and the user module 33.
  • In the subjects 35, 36 corresponding sockets for charging current and electronics are provided.
  • the base unit 31 has a flap 38 for releasing and closing plug connections for the user module 33.
  • the flap 38 can only be operated by inserting the user module 33 in a suitable manner and thus by appropriate release or obstruction.
  • the master module 32 which may have different functions is installed by the electricity supplier or gas station operator, which is the power station is parameterized.
  • the master module 32 has a via micro switch, flash memory, transponder, etc. or other common codes adjustable location tag 45, which is similar to an IP address is a unique identifier.
  • the master module 32 has an auxiliary power supply 43 for an unlocking electronics, a system bus, a supply of a slave module or the like or for electronic displays.
  • a switching relay 44 in particular a 2- or 4-pole switching relay 44, provided for the activation of the charging voltage and for switching off in case of ground fault or overcurrent.
  • a corresponding locking mechanism prevents withdrawal of the user module 33 when the relay 44 is switched.
  • a power measuring and energy counting unit 46 is provided on the master module 32 for additional monitoring of a measuring device, which is generally arranged on the user module 33.
  • the master module 32 supplies the user module 33 with power via two voltage supply lines 47, the master module 32 (microcontroller 50 with bus connection) and the user module 33 (microcontroller 51 with bus connection) communicating via two system bus lines 48.
  • a flap 39 for releasing a country-specific plug is arranged on the underside of the user module 33.
  • the flap 39 prevents after insertion of the user module 33 in the base unit 31 by mechanical locking unauthorized removal of a charging cable 37.
  • the user module 33 has a counting electronics 40 (for measuring the billable power, eg number of power units) and a communication unit 42 and has a Energy storage 49 (power supply with battery) which is loaded after insertion of the user module 33 in the base unit 31 via the master module 32.
  • the communication unit 42 is a GPRS or GSM unit with a SIM card slot for communication via modem connection or SMS with a server center for the purpose of customer recognition, activation and billing. After inserting the user module 33 and corresponding blocking an identification SMS is sent.
  • the vehicle owner receives an SMS to the data (kWh, amount to be paid, loading time, etc.). In the case of a brief interruption, immediate shutdown takes place. All data is stored in the communication unit 42. Furthermore, the user module 33 has a 2- or 3-phase power measurement and energy counting device whose data are sent via the communication unit 42 to a central server.
  • a protection electronics 41 is arranged for ground fault monitoring, which is already active before the insertion of the user module 33 in the base unit 31 and displays errors via an LED display. In the event of an error, the charging voltage is not released.
  • a high-current transmission device for conductive charging of electric vehicles has a socket 1 with integrated electromechanical switching function and at least one contactor.
  • the contactor is designed to be contact-free on the side facing the plug connection and is part of the socket 1.
  • the connection contacts 11 are arranged on a detachable plug 2 provided with plug contacts 9.
  • a modular charging station system for the conductive charging of electric vehicles has a base unit 31, a master module 32 and a user module 33, wherein the base unit 31 is designed electronics-free and at least one clamping device 34 for the power supply and compartments for receiving the master module 32 and the user module 33 has.
  • the master module 32 and the user module 33 form a high-current transmission device, wherein the master module 32 has a socket and the user module 33 has a plug corresponding to the socket of the master module 32.
  • the master module 32 remains disposed in the basic unit 31, whereas the mobile user module 33 is in the possession of the vehicle owner before and after the electricity refueling.
  • the user module 33 which has a counting unit 40, power can be supplied independently of a specific electricity provider.
  • a first communication unit of a central computer is connected via a first data transmission device to at least one mobile telephone and to at least one adapter of a charging station.
  • the power supply is monitored and billed via the communication unit of the central computer.

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Abstract

Eine Hochstromübertragungsvorrichtung zum konduktiven Strombetanken von Elektrofahrzeugen hat eine Buchse (1 ) mit integrierter elektromechanischer Schaltfunktion und wenigstens einem Schütz. Der Schütz ist an der der Steckverbindung zugewandten Seite anschlusskontaktfrei ausgestaltet und Teil der Buchse (1 ). Die Anschlusskontakte (11 ) sind an einem mit Steckerkontakten (9) versehenen, abnehmbaren Stecker (2) angeordnet. Ein modulares Stromtankstellensystem zum konduktiven Strombetanken von Elektrofahrzeugen hat eine Grundeinheit (31 ), ein Mastermodul (32) und ein Usermodul (33), wobei die Grundeinheit (31 ) elektronikfrei ausgeführt ist und wenigstens eine Klemmvorrichtung (34) für die Stromeinspeisung und Fächer zur Aufnahme des Mastermoduls (32) und des Usermoduls (33) aufweist. Das Mastermodul (32) und das Usermodul (33) bilden eine Hochstromübertragungsvorrichtung, wobei das Mastermodul (32) eine Buchse und das Usermodul (33) einen mit der Buchse des Mastermoduls (32) korrespondierenden Stecker aufweist. Das Mastermodul (32) verbleibt in der Grundeinheit 31 angeordnet, wogegen das mobile Usermodul (33) vor und nach dem Strombetanken im Besitz des Fahrzeuginhabers ist. Mit dem Usermodul (33), das eine Zähleinheit (40) aufweist, kann unabhängig von einem bestimmten Stromanbieter Strom getankt werden. Bei einem Verfahren zum Abwickeln von konduktiven Strombetankungen von Elektrofahrzeugen wird eine erste Kommunikationseinheit eines Zentralrechners über eine erste Datenübertragungseinrichtung mit wenigstens einem Mobiltelefon und mit wenigstens einem Adapter einer Stromtankstelle verbunden. Über die Kommunikationseinheit des Zentralrechners wird die Strombetankung überwacht und abgerechnet.

Description

Konduktives Strombetanken
Die Erfindung betrifft ein Hochstromsteckverbindungssystem zum Strombetanken von Elektrofahrzeugen.
Des Weiteren betrifft die Erfindung ein modulares Stromtankstellensystem zum Strombetanken von Elektrofahrzeugen.
Darüber hinaus betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Abwickeln von Strombetankungen von Elektrofahrzeugen.
Europa hat in den nächsten Jahrzehnten im Bereich der Energieversorgung viele Herausforderungen zu bewältigen. Ein Schlüsselbaustein ist die Substitution von fossilen Energieträgem im Bereich der Mobilität (Verkehr) durch Biotreibstoffe, Wasserstoff oder elektrische Energie, wobei insbesondere Elektrofahrzeuge künftig forciert werden. Elektrofahrzeuge werden in der Regel über das öffentliche Stromnetz aufgeladen. Laut einer Studie werden pro Elektrofahrzeug 2,3 Stromtankstellen benötigt - eine zuhause, eine beim Arbeitsplatz und 0,3 an öffentlichen Stellen. 70% aller Fahrzeuginhaber in den Städten haben keine Möglichkeit ein Elektrofahrzeug Zuhause zu laden. Daher muss eine flächendeckende Infrastruktur an öffentlichen Stromtankstellen erreichtet werden.
Grundsätzlich gibt es vier Möglichkeiten zum Betanken von Elektrofahrzeugen:
- Die aufzuladenden Batterien bzw. Batteriepakete werden gegebenenfalls über einen Roboter ausgebaut und nach dem Beladen (Stromtanken) wieder eingebaut.
- Strom wird kontaktlos über Spulen und hochfrequente Ströme (also induktiv) übertragen.
- An der Stromtankstelle sind Hochstromkabel (also konduktiv) mit einem entsprechenden Stecker für das Elektrofahrzeug vorgesehen.
- An der Stromtankstelle sind Hochstromstecker vorgesehen, an denen man ein mitgeführtes Ladekabel anschließen kann.
Bei allen vier Möglichkeiten weisen die Stromtankstellen zum Laden von Batterien von Elektrofahrzeugen eine Stromübertragungsvorrichtung auf. Nachteilig ist, dass es diesbezüglich noch keine standardisierten Stromtankstellen- bzw. Betankungssysteme gibt, da weder Ladezeiten (z.B. zwischen 30 Minuten und 8 Stunden) noch Energiekapazität der Batterien (z.B. Reichweiten bis zu 300 km und mehr) noch Batteriesysteme (z.B. Ionen Lithium) definiert werden können.
Moderne Stromtankstellen müssen folgende Kriterien erfüllen: - Selbstbedienung
- geringer Kraftaufwand bei der Herstellung der Stromverbindung
- hohe Steck- bzw. Strombetankungszyklen
- stufenlose Ladeleistungseinstellung (dynamische Zuteilung der Netzkapazitäten) - Manipulationssicher (Stromdiebstahl)
- Ausgereifte Schutzelektronik zur Vermeidung elektrischer Unfälle
- Freischaltung, genaue Zählung und Abrechnung (mit Prepaid-Funktion)
- Freie Wahl des Stromanbieters
- Hoher Schutz gegen Vandalismus - Verriegelung der Steckverbindung von Tankstelle zu Fahrzeug, um unbefugtes Entfernen des Steckers oder des Kabels zu verhindern.
- Kleines Gehäuse, universelle Montagemöglichkeit (Säulen, Wände, etc.)
- Schnelle und leichte Wartung und Störungsbehebung
- Schutz gegen Witterungsverhältnisse (Hitze, Kälte, Feuchte, ...) - Preisgünstig
- Länderübergreifend
- Beherrschung von Spannungen bis zu 400 VAC und Ströme bis zu 63 A
- Norm EN61851-1 "Konduktive Ladesysteme für Elektrofahrzeuge" muss eingehalten werden
Die derzeit erhältlichen Stromtankstellen werden aus Standardkomponenten, wie Energiezähler Fehlerstromschutzschalter, Sicherungsautomaten und entsprechenden Standgehäusen, gefertigt. Diese entsprechen nur zum Teil den modernen Kriterien, sind sehr kostspielig, technisch kompliziert und wartungsaufwendig.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein konduktives Strombetanken von Elektrofahrzeugen für einen Selbstbedienungsbetrieb bei einer Stromtankstelle zu ermöglichen, bei dem die genannten Nachteile vermieden und die genannten, erforderlichen Kriterien erfüllt werden.
Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß mit einem Hochstromsteckverbindungssystem, welche die Merkmale des Anspruches 1 aufweist.
Des Weiteren wird diese Aufgabe erfindungsgemäß mit einem modularen Stromtankstellen- System gelöst, welches die Merkmale des Anspruches 14 aufweist.
Darüber hinaus wird diese Aufgabe mit einem Verfahren zum Abwickeln von Strombetankungen von Elektrofahrzeugen gelöst, welches die Merkmale des Anspruches 35 aufweist. Bevorzugte und vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Was das Hochstromsteckverbindungssystem anbelangt, wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass eine steckbare Stromübertragungsvorrichtung zur Verfügung gestellt wird, bei der ein Schütz derart umgestaltet ist, dass dieser Teil der Buchse ist und auch als Gehäuseeinbaugerät gestaltet werden kann. Normalerweise weist ein Schütz an zwei gegenüberliegenden Seiten Anschlusskontakte auf. Bei dem erfindungsgemäßen Hochstromsteckverbindungssystem hat der Schütz eine der Steckverbindung zugeordnete Seite (= geschaltete Seite) und eine der Steckverbindung abgewandte Seite. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass der Schütz an der geschalteten Seite anschlusskontaktfrei ausgestaltet und Teil der Buchse der Hochstromübertragungs- vorrichtung ist und dass die Anschlusskontakte an einem mit Steckerkontakten versehenen, abnehmbaren Stecker angeordnet sind. Der Unterschied zu einem bekannten Schütz ist, dass die in der Regel mi Schrauben versehenen Anschlusskontakte am Schütz selbst an der geschalteten Seite fehlen und diese nun Bestandteil eines abnehmbaren Steckers mit den entsprechenden Steckzungen sind. Die erfindungsgemäße Hochstromübertragungs- vorrichtung eignet sich somit besonders für hohe Steckzyklen, wobei der Kraftaufwand zum Herstellen bzw. Trennen der Verbindung zwischen der Stromquelle und dem Stromverbraucher (Steckverbindung) sehr gering ist.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Hochstromüber- tragungsvorrichtung ist vorgesehen, dass die Steckverbindung nach elektrischer Ansteuerung einer Spule die Steckerkontakte mit Buchsenkontakten über Schaltkontakte mit hohem Kraftaufwand leitend verbindet, was ein Trennen der Verbindung im geschalteten Zustand, gegebenenfalls in Verbindung mit einem zusätzlichen Verriegelungssystem, verhindert und im ungeschalteten Zustand ohne Kraftaufwand wieder freigibt.
Im Gegensatz dazu benötigen herkömmliche Industriestecker für hohe Stromstärken (z.B. 63 A bei 400 V) einen Kraftaufwand von mehreren Kilopond (kp) und sind meist nur mit entsprechenden Hebeln zu bedienen. Außerdem sind die Steckzyklen bei herkömmlichen Industriesteckern sehr gering und es muss sichergestellt werden, dass die Hochstrom- übertragungsvorrichtung während dem Stecken und Trennen nicht unter Spannung steht.
Im Rahmen der Erfindung kann der Schütz ein 1-, 2- oder mehrpoliger Schütz sein.
Die Buchse kann Teil eines ersten, fix in einer Stromtankstelle vorgesehenen Adapters
(Matermodul) sein, wogegen der Stecker Teil eines zweiten, mobilen Adapters (Usermodul) sein kann. Mit der erfindungsgemäßen Stromübertragungsvorrichtung ist es somit möglich, ein modulares Stromtankstellensystem zu realisieren, welches die der Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe löst.
Gelöst wird diese Aufgabe zudem durch ein intelligentes, eigensicheres sowie leicht installier- und bedienbares, modulares Stromtankstellensystem zum Strombetanken von Elektrofahr-zeugen. Das modulare Stromtankstellensystem weist eine Grundeinheit
(Docking Station), ein Mastermodul und ein Usermodul auf, wobei die Grundeinheit elektronikfrei ausgeführt ist und wenigstens eine Klemm- oder Steckvorrichtung für die
Stromeinspeisung und Fächer zur Aufnahme des Mastermoduls und des Usermoduls aufweist. Die Grundeinheit ist universell montierbar und vandalensicher. Das Mastermodul und das mobile Usermodul sind leicht auswechselbar, was eine schnelle und leichte
Störungsbehebung garantiert.
Die Grundeinheit kann ein stationäres Gehäuse an einer Stromtankstelle sein. Das Mastermodul ist ein erster, in der Grundeinheit angeordneter Adapter. Das Usermodul ist ein zweiter, an oder in der Grundeinheit anbringbarer Adapter, der zum Strombetanken mit dem Mastermodul über eine Steckverbindung verbunden wird. Das Mastermodul weist dazu eine Buchse auf, in welche ein korrespondierende Stecker des Usermoduls eingesteckt werden kann. Master- und Usermodul bilden somit ein Hochstromsteckverbindungssystem.
Der Stromanbieter oder der Betreiber der Stromtankstelle ist verantwortlich für die Inbetriebnahme und die Initialisierung der Stromtankstelle. Mittels dem Mastermodul kann die Stromtankstelle, sofern die Grundeinheit bereits montiert ist, in Betrieb genommen werden. Das Mastermodul wird in das Masterfach eingebracht und mittels Schlüssel- oder Schraubverriegelung diebstahlsicher versperrt. Das Mastermodul legt die Adresse der Tanksäule über Codierung fest, bestimmt den Zweck der Stromtanksäule (privat, öffentlich) und weist ein Freischaltrelais für das Freischalten der Ladespannung auf. Optional kann eine Eichelektronik vorgesehen sein.
Der Fahrzeugbesitzer besitzt das intelligente Usermodul mit einer Schutz-, Mess- und Auswerteelektronik sowie mit einer Kommunikationselektronik für die Datenverbindung zu einem übergeordnetem Server (Verrechnung, Statistik). Der Fahrzeughalter wird das
Usermodul in der Regel käuflich erwerben oder anmieten. Gleichzeitig erhält er eine SIM-
Karte und ein Login für eine entsprechende Internetplattform für die Errichtung eines Kontos
(Abrechnung). Mit dem erfindungsgemäßen System ist es nun rechtlich und technisch möglich an Netzzugängen (= Stromtankstelle) stromanbieterunabhängig Strom zu tanken.
Das Usermodul ist ähnlich einem intelligenten Steckeradapter ausgeführt und besitzt auf der einen Seite eine Buchse (220 V oder 400 V) zum Ladekabel des Elektrofahrzeugs und auf der anderen Seite einen Stecker zur Grundeinheit. Das Usermodul kann auch direkt mit dem Ladekabel verbunden sein. Der Ladevorgang, d.h. das Strombetanken, erfolgt mit Anstecken des Usermoduls am Ladekabel. Die interne Elektronik überwacht einen eventuellen Erd- oder Kriechschluss eines stromführenden Leiters gegenüber Erde und zeigt dies über eine LED-Anzeige an. Diese Funktion macht die Bedienung sehr sicher und vermeidet Stromunfälle. Das Usermodul wird über ein entsprechendes Führungssystem in die Grundeinheit eingeschoben, wodurch sich eine Schutzklappe zur Buchse öffnet und das Usermodul sodann verbunden wird. Mittels eines Schlüssels oder Transponderver- riegelungssystems wird das Usermodul diebstahlsicher versperrt. Die Klappe verhindert, dass das Ladekabel während des Ladevorgangs abgezogen werden kann.
Sobald die Elektronik erkennt, dass mit dem Laden begonnen werden kann, baut das Usermodul automatisch eine Datenverbindung mit einem Server auf, überprüft ein eventuelles Guthaben und beginnt mit der Freigabe der Ladespannung. Nach erfolgtem Laden wird der Fahrzeughalter via SMS verständigt und sämtliche Daten werden in die Internetplattform übertragen. Am Ende des Ladevorgangs zieht der Fahrer das Usermodul, welches in seiner Verwahrung verbleibt, aus dem vorgesehenen Fach der Grundeinheit.
Das erfindungsgemäße Stromtankstellensystem erfüllt alle eingangs erwähnten Kriterien und ist bestens geeignet, die Infrastruktur zum Laden von Elektrofahrzeugen sicher und einfach herzustellen. Vorteile des Systems lassen sich wie folgt zusammenfassen:
Die Grundeinheit (Docking Station) ist standardisiert und kann auf Wänden oder Stangen schnell vormontiert werden. Man kann z.B. auch eine Straßenlaterne als Stromtankstelle benutzen. Sie ist in den Abmessungen klein, vandalensicher und ohne Elektronik. Ein Strombezug ohne Mastermodul und Usermodul ist nicht möglich Es sind verschiedene Designs möglich. Der Anbieter kann vormontierte Grundeinheiten nutzen, indem er seine Mastermodule installiert und Usermodule mit SIM-Karten dem Fahrzeughalter aushändigt.
Das Mastermodul kann unterschiedlich ausgerüstet werden. So ist die Grundeinheit sowohl als private oder als öffentliche Tankstelle ausrüstbar. Als öffentliche Tankstelle kann ein Vergleichszähler vorgesehen sein. Das Mastermodul, mit dem die Tankstelle initialisiert wird, kann mit Logos von Anbietern beschriftet sein.
Das Usermodul wird von einem Stromanbieter oder Tankstellenbesitzer mit der SIM-Karte (wie bei einem Mobiltelefon) ausgegeben. Der Kunde erhält ein Login zu einer Internetplattform. Dort kann er ein Konto eröffnen, nach Anstecken des Usermoduls und der Versperrung erfolgt automatisch die Kundenverifizierung mit Ladestandort. Der Ladevorgang beginnt. Nach Beendigung des Ladevorgangss werden die Daten an den Kontoinhaber via SMS weitergeleitet. Die gesamte Elektronik wird mit dem Usermodul stets mitgeführt, womit sämtliche Probleme hinsichtlich Hitze, Kälte, Feuchte und Vandalismus vermieden werden. Die Kosten sind gerechnet auf ein Elektrofahrzeug gering. Durch die elektronische Erdschlussüberwachung schon unmittelbar nach Anstecken des Ladekabels am Usermodul ist ein sicherer Ladevorgang gewährleistet (Stromunfall).
Es ist kein Stromklau möglich. Da sich unerkannt Eichzähler in den Mastermodulen befinden können, wird bei Abweichung der Daten im Usermodul sofort das Konto gesperrt. Die Daten werden auch in einem Permanentspeicher abgelegt und bei jeder Kommunikation nochmals überprüft. Über Internet kann eine genaue Energie-Buchhaltung geführt werden. Ein einfaches, über eine GPRS-Kommunikationseinheit gesteuertes Prepaid-Verfahren is möglich. Im Rahmen der Erfindung können auch andere Kommunikationseinheiten, z.B. GSM-Kommunikationseinheiten, verwendet werden.
Das System ist mit der erfindungsgemäßen Stromübertragungsvorrichtung betreibbar und ist für jedes Land einsetzbar.
Des Weiteren wird die Aufgabe durch ein Verfahren zum Strombetanken von Elektrofahr- zeugen gelöst, bei dem eine erste Kommunikationseinheit eines Zentralrechners über eine erste Datenübertragungseinrichtung mit wenigstens einem Mobiltelefon und mit wenigstens einem Adapter für eine Stromtankstelle verbunden wird und bei dem über die Kommunikationseinheit des Zentralrechners eine Strombetankung überwacht und abgerechnet wird. Vorzugsweise ist die erste Kommunikationseinh'eit des Zentralrechners das Internet.
In einer bevorzugten Ausführungsform wird der Adapter der Stromtankstelle mit einer zweiten Kommunikationseinheit, die über eine zweite Datenübertragungseinrichtung mit wenigstens einer Stromtankstelleneinrichtung verbunden wird, und mit einer dritten Kommunikationseinheit, die über eine dritte Datenübertragungseinrichtung mit wenigstens einem Elektrofahrzeug verbunden wird, verbunden. Weiters kann der Adapter für die Stromtankstelle über die zweite und/oder dritte Kommunikationseinheit Daten von der Stromtankstelle oder vom Elektrofahrzeug beziehen und Befehle an die Stromtankstelle oder an das Elektrofahrzeug ausgeben. Zusätzlich dazu kann vorgesehen sein, dass die Stromtankstelleinrichtung mit einer vierten Kommunikationseinheit, die über eine vierte Datenübertragungseinrichtung mit wenigstens einer weiteren Stromtankstelleneinrichtung verbunden wird, verbunden wird. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass der Adapter über die vierte Kommunikationseinheit Daten über die Stromtankstelle bezieht und/oder diese steuert (Freischaltungen, Tarifanzeige, etc.).
Im Rahmen der Erfindung ist es bevorzugt, wenn nach dem Anschließen eines
Elektrofahrzeuges an die Stromtankstelle in einem ersten Schritt über die erste
Kommunikationseinheit eine Verbindung zum Zentralrechner hergestellt wird, in einem weiteren Schritt die Daten überprüft werden und bei positiver Überprüfung in einem weiteren Schritt das Strombetanken freigegeben wird. Nach dem Freigeben des Strombetankens können in einem ersten Schritt durch den Zentralrechner und/oder den Adapter über eine Schutz- und Überwachungselektronik im Adapter Daten über mechanische Verbindungen von Stromtankstelleneinrichtungen (z.B. diverse Verriegelungen von Steckverbindungen) und/oder über den Stromfluss (z.B. Temperaturen von Steckverbindungen , Erdschluss- und Fehlerströme) und/oder über eine Leistungsmesseinrichtung am Adapter überprüft und überwacht werden, wobei bei positiver Überprüfung in einem weiteren Schritt die Ladespannung zum Laden des Elektrofahrzeuges freigegeben wird.
Während des Ladens des Elektrofahrzeuges können Daten über mechanische Verbindungen von Stromtankstelleneinrichtungen und/oder über den Stromfluss und/oder über eine Leistungsmesseinrichtung am Adapter vorzugsweise durch den Zentralrechner und/oder den Adapter überprüft und überwacht werden. Alternativ oder zusätzlich dazu können während des Ladens des Elektrofahrzeuges Daten über das Strombetanken an das Mobiltelefon gesendet werden.
Im Rahmen der Erfindung kann vorgesehen sein, dass aktuelle und/oder historische Daten über das Strombetanken grafisch angezeigt werden und dass die Daten im Zentralrechner und/oder im Adapter gespeichert werden, wobei bei einer Datenunterbrechung die nicht auf den Zentralrechner übertragenen Daten im Adapter zwischengespeichert und beim nächsten Ladevorgang zum Zentralrechner übertragen werden. Während des Ladens des Elektrofahrzeuges kann der Fahrzeughalter oder ein anderer Vorgänge im Elektrofahrzeug während des Ladevorgangs überwachen und Schaltvorgänge, insbesondere zur händischen oder programmierten Fernsteuerung, durchführen.
Unter Strombetankung wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung das automatische Laden (Befüllen) eines Elektrofahrzeuges mit Strom und das Abrechnen des Strombezuges - nach sicherem, eigenverantwortlichem An-/Abschließen eines Elektrofahrzeuges an/von eine/r Stromtankstelle - verstanden. Unter Fahrzeughalter wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung eine Person verstanden, welche ein Elektrofahrzeug zum Zwecke der Strombetankung zu einer Stromtankstelle fährt und diese Stromtankstelle nach den Anweisungen bedient. Unter Netzbetreiber wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung jene Einrichtung verstanden, welche für den Versorgungsbereich (Netz) einer bestimmten Stromtankstelle zuständig ist. Unter Stromtankstellenerrichter wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung jene Einrichtung verstanden, welche für die Aufstellung und für den Betrieb einer bestimmten Stromtankstelle zuständig ist. Unter Stromanbieter wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung jene Einrichtung verstanden, welche für die Stromversorgung einer bestimmten Stromtankstelle zuständig ist.
Der Adapter im Sinne dieser Erfindung ist entweder als stationäre oder aber als mobile Einrichtung, welche zwischen einem Ladekabel oder an einem Ladekabel oder auch am Elektrofahrzeug montiert werden kann, ausgeführt. Bevorzugt wird der Adapter vom Fahrzeughalter mitgeführt (Usermodul) und nur zur Strombetankung bei der Stromtankstelle eingesetzt. Konkret ist der Adapter mit einer Kommunikationseinheit des Zentralrechners z.B. über ein Telekommunikationsnetz, ein Kabel-TV-Netzwerk oder ein Computernetzwerk derart verbindbar, sodass es möglich ist, sämtliche Vorgänge einschließlich der Abrechnung der Strombetankung durchzuführen. Der Adapter hat in der Regel eine Elektronik zur Erfassung von Fehlerzuständen (Schutzelektronik), eine Elektronik zur Messung der Ladeenergie (Messelektronik), eine Elektronik zur Generierung eines Pilotsignals gemäß Norm EN61851-1 bzw. zur Kommunikation mit der Fahrzeugelektronik und im Falle einer mobilen Einrichtung eine elektromechanische Vorrichtung zur Verhinderung einer unbefugten Entfernung des Adapters integriert. Der Adapter kann mit Anzeige- und Bedienungseinrichtungen ausgerüstet sein und vor Ort auch mit der Stromtankstelleneinrichtung kommunizieren.
Unter Stromtankstelleneinrichtung wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung eine Einheit verstanden, welche die Adresse der Stromtankstelle festlegt und die Freischaltung der Ladespannung für die Strombetankung über ein Schaltschütz durchführt. Die Stromtankstelleneinrichtung kann auch mit einer Tarifanzeige ausgerüstet sein. Mehrere Stromtankstelleneinrichtungen können untereinander über eine Kommunikationseinheit Daten austauschen.
Ein Stromtankstellenerrichter, welcher zu einem Stromtankstellenportal am Zentralrechner einen Stromtankstellenerrichter-Zugang erhält, installiert im Versorgungsgebiet des Netzbetreibers, welcher zu einem Stromtankstellenportal einen Netzbetreiber-Zugang erhält, eine Stromtankstelle an einem bestimmten Ort mit der zugewiesenen Nummer und den entsprechenden Ortskoordinaten. Der Stromtankstellenerrichter oder der Fahrzeughalter wählt einen Stromversorger, welcher zu einem Stromtankstellenportal am Zentralrechner einen Stromversorger-Zugang erhält, für diese Stromtankstelle oder diesen Adapter. Sämtliche Daten werden im Zentralrechner in der Stammdatenbank entsprechend gespeichert.
Ein Stromtankstellenerrichter oder ein Fahrzeughalter, welcher auch im Zentralrechner in der Stammdatenbank umfassend registriert ist und zu einem Stromtankstellenportal einen Fahrzeughalter-Zugang erhält, ist Besitzer oder Mieter eines intelligenten Adapters, welcher ihn zur Strombetankung berechtigt. Nach eigenverantwortlichem Anschließen eines Elektrofahrzeuges durch den Fahrzeughalter an eine Stromtankstelle, bestehend aus Stromtankstelleneinrichtung und Adapter, wird als erster Schritt automatisch über die erste Kommunikationseinheit eine Verbindung zum Zentralrechner hergestellt und werden als zweiter Schritt die Daten überprüft und wird, bei positiver Überprüfung der Daten, als dritter Schritt der Vorgang zur Strombetankung gestartet. Als vierter Schritt werden diverse Verriegelungen, Temperaturen der Steckverbinder am Adapter, Erdschluss- und Fehlerströme sowie die Leistungsmesseinrichtung am Adapter durch den Adapter selbst oder durch den Zentralrechner überprüft und überwacht. Bei positiven Überprüfungen werden als fünfter Schritt die Ladespannung durch ein Freischaltschütz an der Stromtankstelleneinrichtung zur Ladung des Elektrofahrzeuges freigegeben.
Während des Ladevorgangs werden diverse Verriegelungen, Temperaturen der Steckverbinder, Erdschluss- und Fehlerströme sowie die Leistungsmesseinrichtung am Adapter durch den Adapter selbst und/oder durch den Zentralrechner laufend überwacht. Da Stromtankstellen in der Regel ohne Aufsicht selbst bedient werden und künftig Ladeströme bis zu 63 A und Ladespannungen bis zu 440 VAC bewältigt werden müssen, sind besonders auch die Übergangswiderstände der Steckverbinder durch die Überwachung der Gehäusetemperaturen, durch Überwachung transienter Stromspitzen sowie die Erfassung der Erdschluss- und Kriechschlussströme sehr wesentlich. Registrierte Fehler führen zur sofortigen Abschaltung.
Der Fahrzeughalter wird via Mobiltelefon über den Strombetankungsvorgang laufend informiert. Auch hat der Fahrzeughalter, wie auch der Netzbetreiber, der Stromtankstellen- errichter und der Stromversorger die Möglichkeit, jederzeit über das Stromtankstellenportal und über deren gesicherte Zugänge die aktuellen und vergangenen Strombetankungs- vorgänge zu überwachen. Die Abrechnung erfolgt über den Zentralrechner.
Der Adapter besitzt auch eine Kommunikationseinheit, die über eine drahtgebundene oder drahtlose (Funk)Datenübertragungseinrichtung mit wenigstens einem Elektrofahrzeug verbindbar ist, über welche der Fahrzeughalter (oder jemand Anderer) Vorgänge im Elektrofahrzeug überwachen und Schaltvorgänge durchführen kann, z.B. händische oder programmierte Heizungsfernsteuerung.
Jeder Netzbetreiber erhält einen Netzbetreiber-Zugang zum Portal am Zentralrechner, über welchen die Tankstellen, die in seinem Versorgungsbereich liegen, verwaltet werden können. Der Netzbetreiber erhält in der Regel keine Informationen über jene Personen, welche die Tankstelle nutzen.
Der Stromtankstellenerrichter erhält einen Stromtankstellenerrichter-Zugang zum Portal, über welchen jene Tankstellen, die in seinem Bereich liegen, verwaltet werden können. Wenn man über Online Datenübertragung arbeitet, dann können Visualisierungen der Ladevorgänge in Echtzeit (3 Sekundenwerte) angezeigt und auch, z.B. bei Versorgungsengpässen, kurzzeitig Ladevorgänge unterbrochen werden. Der Stromtank- stellenerrichter erhält nur dann Informationen, wenn dies ausdrücklich auf der Stromtankstelle vermerkt wird. Dafür könnte es z.B. günstigere Tarife geben.
Der Stromanbieter oder Stromtankstellenerrichter übergibt dem Fahrzeughalter in der Regel den Adapter mit Simkarte und Netzzugang. Jeder Stromanbieter erhält einen Stromanbieter- Zugang zum Portal, über welchen jene Kunden, die bei ihm Strom beziehen möchten, verwaltet werden können.
Der Fahrzeughalter erhält einen Fahrzeughalter-Zugang zum Portal zur Stromtankstellenplattform, wo sämtliche Aktivitäten aufgezeichnet werden und auch die Verrechnung (Prepaid, überSIM-Karte, ...) durchgeführt wird. Der Fahrzeughalter kann genau feststellen, wann er wo wieviel elektrische Energie getankt hat (grafische Anzeigen) und kann über bestimmte WEB-Applikationen oder via Mobiltelefon mit dem Elektrofahrzeug kommunizieren (z.B. Heizung einschalten).
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die angeschlossenen Zeichnungen, in welchen bevorzugte Ausführungsformen dargestellt sind.
Es zeigen die Fig. 1 bis 9 Ausführungsformen einer erfindungsgemäßen Hochstromüber- tragungsvorrichtung und die Fig. 10 bis 12 Ausführungsformen eines erfindungsgemäßen Strom-tankstellensystems.
In den Fig. 1 bis 9 sind Ausführungsformen von erfindungsgemäßen Hochstromüber- tragungsvorrichtungen dargestellt, bei der ein Schütz derart umgestaltet wird, dass dieser Teil der Buchse 1 ist und auch als Gehäuseeinbaugerät gestaltet werden kann. Am Schütz fehlen die in der Regel mit Schrauben versehenen Anschlusskontakte 11. Diese sind am mit Steckerkontakten versehenen, abnehmbaren Stecker 2 angeordnet. Die Steckverbindung 1, 2 verbindet nach elektrischer Ansteuerung einer Spule 3 die Steckerkontakte 9 mit Buchsenkontakten über Schaltkontakte 5 mit hohem Kraftaufwand leitend.
Der Stecker 2 weist konusförmige Führungsnasen 12 und entsprechende buchsenseitige Ausnehmungen 13 auf. Alternativ oder zusätzlich dazu kann vorgesehen sein, dass die Buchse konusförmige Führungsnasen 6 und entsprechende steckerseitige Ausnehmungen 7 aufweist und dass die steckerseitige Führungsnase 12 beim Einführen des Steckers 2 in die Buchse 1 eine Schutzklappe 14 so bewegt, dass diese Buchsenöffnungen 15 freigibt. Somit ist das Einführen des Steckers 2 in die Buchse 1 exakt und ohne Kraftanstrengung möglich, wobei das Eindringen von Schmutz und Feuchtigkeit verhindert wird. Zudem bietet die Schutzklappe 14 einen Berührungsschutz, womit die Sicherheit für den Benutzer erhöht wird. Die erfindungsgemäße Hochstromübertragungsvorrichtung kann überall dort zur Anwendung kommen, wo Hochstromverbindungen zwischen einem mobilen Gerät (Stecker) mit einer Stromversorgungsquelle (Buchse) unter wenig Kraftaufwand sehr häufig geschlossen und wieder getrennt werden müssen. Die Verbindung wird erst dann bespannt (Zuschalten der elektrischen Spannung), wenn sicher gestellt ist, dass es sich um einen registrierten Nutzer handelt, was durch Codierung des Steckers 2 festgestellt werden kann, und wenn beim mobilen Gerät keine Fehler registriert werden, was durch Impendanz- messung oder dergleichen erfolgen kann.
Ein wesentlicher Effekt der erfindungsgemäßen Hochstromübertragungsvorrichtung ist, dass nur eine berechtigte Person und nur unter bestimmten Bedingungen (unbespannt) die Verbindung zwischen der Stromquelle und dem Stromverbraucher wieder lösen kann.
Hierfür ist die Hochstromübertragungsvorrichtung buchsen- und/oder steckerseitig, vorzugsweise beidseitig, verriegelt. Für die buchsenseitige Verriegelung (Fig. 5) ist wenigstens ein (insbesondere zwei) am Schützantrieb 16 direkt gekoppelter Riegel 4 unter
Kraft des Magnetfeldes der Schützspule 3 in eine entsprechende Ausnehmung 17 der steckerseitigen Führungsnasen 12 einrastbar. Durch entsprechende Ausgestaltung der
Führungsnasen 12 und der Riegel 4 ist sichergestellt, dass der Schütz nur schließen kann, wenn der Stecker 2 richtig eingeführt wurde und dass geringste unbeabsichtigte
Schräglagen beim Schließen des Schützes ausgeglichen (zurechtgerückt) werden. Die
Hochstromübertragungsvorrichtung verwendet die Kraft des Magnetfelds der Schützspule
3 zum einen für die buchsenseitige Verriegelung der Steckverbindung 1 , 2 und zum anderen zur Erhöhung der Anpresskräfte zwischen den Buchsenkontakten 9 und den Schaltkontakten 5, was beim Schalten von hohen Stromstärken besonders wichtig ist. Das buchsenseitige Verriegelungssystem verhindert zuverlässig ein unter Spannung stehendes
Abziehen des Steckers 2.
Ein steckerseitiges Verriegelungssystem (Fig. 6) kann im Bereich der steckerseitigen Ausnehmung 7, in welche eine Führungsnase 6 der Buchse 1 einführbar ist, vorgesehen sein. Das steckerseitige Verriegelungssystem besteht aus wenigstens einen am Stecker 2 angeordneten Riegel 18 und aus einer entsprechenden Ausnehmung 19, wobei zusätzlich ein Entriegelungssystem 20 vorgesehen sein kann. Das Verriegelungssystem kann ein- oder beidseitig ausgeführt werden und sichert zum einen den korrekten Sitz des Steckers 2, bevor das buchsenseitige Verriegelungssystem in Kraft ist, und verhindert zum anderen das unbefugte Entfernen bzw. das Herausfallen des Steckers 2 bei entriegelter Buchse 1.
Das steckerseitige Verriegelungssystem wird in der Regel elektrisch angesteuert, kann aber auch eine mechanische Übertragung auf den Riegel 18 aufweisen, so dass es auch mit einem Schlüssel bedient werden kann. Im Rahmen der Erfindung kann der Stecker- und/oder der buchsenseitigen Verrieglung ein mechanischer oder elektrischer Entriegelungsmechanismus zugeordnet sein.
Vorzugsweise ist im Stecker 2 und/oder in der Buchse 1 eine thermische Überwachung vorgesehen, welche einen temperaturabhängigen Widerstand oder Halbleiter 26 sowie eine Auswerteelektronik umfassen kann. Beispielsweise ist im Steckerein temperaturabhängiger Halbleiter (z.B. PTC, PT100) angeordnet. Über eine in der Buchse 1 oder im Stecker 2 integrierte Auswerteelektronik werden die Temperaturen entsprechend ausgewertet und, und Überschreitung eines vorgegebenen Wertes, die Stromübertragung ausgeschaltet. Vorteilhafterweise findet die thermische Überwachung im Buchsenteil 27 statt, da so sicher gestellt ist, dass es in Folge von Verschmutzung oder in Folge anderer Umstände zu keiner thermischen Zerstörung der Steckverbindung 1 , 2 durch vorzeitige Abschaltung kommen kann. Eine weitere Schutzmaßnahme ist das Messen von transienten Stromspitzen über Ferritspulen am stromführenden Leiter, um eventuelle Kontaktabbrände feststellen zu können.
Das erfindungsgemäße System ist in den Fig. 3-polig ausgeführt, kann jedoch mit mehreren Hauptkontakten 9 (z.B. 1-polig, 3-polig, 4-polig, Erdleiter) und auch mit Hilfskontakten 21 ausgeführt sein. Dies kann dadurch gelöst werden, dass (wenigstens) eine steckerseitige Führungsnase 12 die erforderlichen Kontaktierungen 21 aufweisen kann, welche mit den in der buchsenseitigen Ausnehmung 13 angebrachten Schleif- oder Steckkontakten 22 verbunden werden können. Die Kontaktierungen können sowohl steckerseitig als auch buchsenseitig jeweils über die Führungsnasen und den entsprechenden Ausnehmungen realisiert werden. Diese Hilfskontakte können für die Hilfsspannungsversorgung und/oder für Bussysteme und/oder die Temperaturüberwachung und/oder für die Identifizierung des Steckers 2 verwendet werden.
In einer Ausführungsform der Erfindung ist für die Identifizierung des Steckers 2 vorgesehen, dass wenigstens eine Führungsnase 12 des Steckers 2 oder der Stecker 2 einen Transponderchip 23, welcher über einen in der Buchse 1 angebrachten Empfänger 24 auswertbar ist, aufweist.
Das erfindungsgemäße Stromübertragungssystem kann auch mit einem Rückstellsystem 25, z.B. zum Rückstellen eines ausgelösten Schutzautomaten, ausgerüstet sein. Das Rückstellsystem 25 wird in eine buchsenseitige Ausnehmung 13 eingebracht und kann durch erneutes Einstecken des Steckers 2 mittels steckerseitiger Führungsnase 12 bewegt werden.
In den Fig. 10 bis 12 ist ein Stromtankstellensystem zum Strombetanken von Elektro- fahrzeugen dargestellt. Das Stromtankstellensystem besteht im Wesentlichen aus drei Teilen, einer Grundeinheit 31 , einem Mastermodul 32 und einem Usermodul 33. Die Grundeinheit 31 ist elektronikfrei ausgeführt und weist eine Klemmvorrichtung 34 (für L1 , L2, L3, N, MP (220V/400V, 20A)) für die Stromeinspeisung und Fächer 35, 36 zur Aufnahme des Mastermoduls 32 und des Usermoduls 33 auf. In den Fächern 35, 36 sind entsprechende Buchsen für Ladestrom und Elektronik vorgesehen.
Die Grundeinheit 31 weist eine Klappe 38 zum Freigeben und Verschließen von Steckverbindungen für das Usermodul 33 auf. Die Klappe 38 ist nur durch gebrauchsgerechtes Einschieben des Usermoduls 33 und damit durch entsprechende Freigabe bzw. Versperrung zu bedienen. Das Mastermodul 32, welches unterschiedliche Funktionen aufweisen kann, wird vom Stromanbieter oder vom Tankstellenbetreiber eingebaut, womit die Stromtankstelle parametriert ist. Das Mastermodul 32 weist eine über Mikroschalter, Flashmemory, Transponder, etc. oder andere gängige Codierungen einstellbare Standortkennzeichnung 45 auf, die ähnlich einer IP-Adresse eine eindeutige Kennung ist. Zudem weist das Mastermodul 32 eine Hilfsspannungsversorgung 43 für eine Freischaltelektronik, einen Systembus, eine Versorgung eines Slavemoduls oder dergleichen oder für elektronische Anzeigen auf. Bei öffentlichen Tankstellen ist beim Mastermodul 32 ein Schaltrelais 44, insbesondere ein 2- oder 4-poliges Schaltrelais 44, für das Freischalten der Ladespannung und für das Abschalten bei Erdschluss oder Überstrom vorgesehen. Ein entsprechender Verriegelungsmechanismus verhindert ein Herausziehen des Usermoduls 33 bei geschaltetem Relais 44. Weiters ist am Mastermodul 32 eine Leistungsmess- und Energiezähleinheit 46 zu zusätzlichen Überwachung einer Messeinrichtung, die in der Regel am Usermodul 33 angeordnet ist, vorgesehen. Das Mastermodul 32 versorgt das Usermodul 33 über zwei Spannungsversorgungsleitungen 47 mit Strom, wobei das Mastermodul 32 (Mikrocontroller 50 mit Busverbindung) und das Usermodul 33 (Mikrocontroller 51 mit Busverbindung) über zwei Systembusleitungen 48 kommunizieren.
In Einsatzposition ist an der Unterseite des Usermoduls 33 eine Klappe 39 zum Freigeben eines länderspezifischen Steckers angeordnet. Die Klappe 39 verhindert nach Einschieben des Usermoduls 33 in die Grundeinheit 31 durch mechanische Verriegelung ein unbefugtes Entfernen eines Ladekabels 37. Das Usermodul 33 weist eine Zählelektronik 40 (zum Messen der abrechenbaren Leistung, z.B. Anzahl an Stromeinheiten) sowie eine Kommunikationseinheit 42 auf und besitzt einen Energiespeicher 49 (Spannungsversorgung mit Akku) welcher nach Einstecken des Usermoduls 33 in die Grundeinheit 31 über das Mastermodul 32 geladen wird. Die Kommunikationseinheit 42 ist eine GPRS- oder GSM- Einheit mit einem SIM-Kartenfach zur Kommunikation via Modemverbindung oder SMS mit einer Serverzentrale zum Zweck der Kundenerkennung, Freischaltung und Verrechnung. Nach Einführen des Usermoduls 33 und entsprechender Versperrung wird eine Kennungs- SMS versendet. Diese wird ausgewertet und bei entsprechender Prepaid(Guthaben)- Deckung wird der Strom freigegeben. Am Ende des Strombetankens erhält der Fahrzeugbesitzer eine SMS an den mit Daten (kWh, zu zahlender Betrag, Ladezeit, etc.). Bei einer kurzzeitigen Unterbrechung erfolgt sofortige Abschaltung. Sämtliche Daten werden in der Kommunikationseinheit 42 gespeichert. Weiters besitzt das Usermodul 33 eine 2- oder 3-phasige Leistungsmess- und Energiezählungseinrichtung, deren Daten über die Kommunikationseinheit 42 an einen zentralen Server gesendet werden.
Am Usermodul 33 ist eine Schutzelektronik 41 zur Erdschlussüberwachung angeordnet, welche bereits vor dem Einführen des Usermoduls 33 in die Grundeinheit 31 aktiv ist und Fehler über eine LED-Anzeige anzeigt. Bei einem Fehler erfolgt keine Freigabe der Ladespannung.
Zusammenfassend kann ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt werden wie folgt:
Eine Hochstromübertragungsvorrichtung zum konduktiven Strombetanken von Elektrofahrzeugen hat eine Buchse 1 mit integrierter elektromechanischer Schaltfunktion und wenigstens einem Schütz. Der Schütz ist an der der Steckverbindung zugewandten Seite anschlusskontaktfrei ausgestaltet und Teil der Buchse 1. Die Anschlusskontakte 11 sind an einem mit Steckerkontakten 9 versehenen, abnehmbaren Stecker 2 angeordnet.
Ein modulares Stromtankstellensystem zum konduktiven Strombetanken von Elektrofahrzeugen hat eine Grundeinheit 31 , ein Mastermodul 32 und ein Usermodul 33, wobei die Grundeinheit 31 elektronikfrei ausgeführt ist und wenigstens eine Klemmvorrichtung 34 für die Stromeinspeisung und Fächer zur Aufnahme des Mastermoduls 32 und des Usermoduls 33 aufweist. Das Mastermodul 32 und das Usermodul 33 bilden eine Hochstromübertragungsvorrichtung, wobei das Mastermodul 32 eine Buchse und das Usermodul 33 einen mit der Buchse des Mastermoduls 32 korrespondierenden Stecker aufweist. Das Mastermodul 32 verbleibt in der Grundeinheit 31 angeordnet, wogegen das mobile Usermodul 33 vor und nach dem Strombetanken im Besitz des Fahrzeuginhabers ist. Mit dem Usermodul 33, das eine Zähleinheit 40 aufweist, kann unabhängig von einem bestimmten Stromanbieter Strom getankt werden.
Bei einem Verfahren zum Abwickeln von konduktiven Strombetankungen von Elektrofahrzeugen wird eine erste Kommunikationseinheit eines Zentralrechners über eine erste Datenübertragungseinrichtung mit wenigstens einem Mobiltelefon und mit wenigstens einem Adapter einer Stromtankstelle verbunden. Über die Kommunikationseinheit des Zentralrechners wird die Strombetankung überwacht und abgerechnet.

Claims

Patentansprüche
1. Hochstromsteckverbindungssystem zum Strombetanken von Elektrofahrzeugen, mit einer Buchse (1 ), mit integrierter elektromechanischer Schaltfunktion und mit wenigstens einem Schütz, dadurch gekennzeichnet, dass der Schütz an der geschalteten Seite anschluss-kontaktfrei ausgestaltet und Teil der Buchse (1 ) der Hochstromübertragungsvorrichtung ist und dass die Anschlusskontakte (11) an einem mit Steckerkontakten (9) versehenen, abnehmbaren Stecker (2) angeordnet sind.
2. Hochstromsteckverbindungssystem nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Steckerkontakte (9) mit Buchsenkontakten über Schaltkontakte (5) nach elektrischer Ansteuerung einer Spule (3) leitend verbunden sind.
3. Hochstromsteckverbindungssystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Stecker (2) konusförmige Führungsnasen (12) und entsprechende buchsenseitige Ausnehmungen (13) aufweist.
4. Hochstromsteckverbindungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsnase (12) des Steckers (2) beim Einführen des Steckers (2) in die Buchse (1) eine Schutzklappe (14) so bewegt, dass diese
Buchsenöffnungen (15) freigibt.
5. Hochstromsteckverbindungssystem nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Buchse (1 ) konusförmige Führungsnasen (6) und entsprechende steckerseitige Ausnehmungen (7) aufweist.
6. Hochstromsteckverbindungssystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass sie steckerseitig verriegelt ist und dass die steckerseitige Verriegelung wenigstens einen am Stecker (2) angeordneten Riegel (18) und eine entsprechende Ausnehmung (19) aufweist.
7. Hochstromsteckverbindungssystem nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass sie buchsenseitig verriegelt ist und dass für die buchsenseitige Verriegelung wenigstens ein am Schützantrieb (16) direkt gekoppelter Riegel (4) unter Kraft des Magnetfeldes der Schützspule (3) in eine entsprechende Ausnehmung (17) der Führungsnasen (12) des Steckers einrastbar sind.
8. Hochstromsteckverbindungssystem nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass der steckerseitigen und/oder buchsenseitigen Verrieglung ein Entriegelungs- mechanismus (20) zugeordnet ist.
9. Hochstromsteckverbindungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass im Stecker (2) und/oder in der Buchse (1 ) ein temperaturabhängiger Widerstand oder ein temperaturabhängiger Halbleiter (26) angeordnet ist.
10. Hochstromsteckverbindungssystem nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass im Stecker (2) und/oder in der Buchse (1) eine Auswerteelektronik angeordnet ist, welche die Temperatur auswertet und bei Überschreitung eines vorgegebenen Wertes die Stromübertragung abschaltet.
11. Hochstromsteckverbindungssystem nach einem der Ansprüche 3 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass über wenigstens eine Führungsnase (12) am Stecker (2), der entsprechenden buchsenseitigen Ausnehmung (13) und über Kontakte (21 ) Hilfsverbindungen für eine Hilfsspannungsversorgung und/oder für Bussysteme und/oder für eine Temperaturüberwachung und/oder für das Identifizieren des Steckers
(2) herstellbar sind.
12. Hochstromsteckverbindungssystem nach einem der Ansprüche 3 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Führungsnase (12) des Steckers (2) oder der Stecker (2) einen Transponderchip (23), welcher über einen in der Buchse (1) angebrachten Empfänger (24) auswertbar ist, aufweist.
13. Hochstromsteckverbindungssystem nach einem der Ansprüche 3 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass sie ein Rückstellsystem (25) aufweist, dass in der buchsenseitigen Ausnehmung (13) angeordnet und beim Einstecken des Steckers (2) durch die Führungsnase (12) des Steckers (2) bewegbar ist.
14. Modulares Stromtankstellensystem zum Strombetanken von Elektrofahrzeugen gekennzeichnet durch eine Grundeinheit (31), einem Mastermodul (32) und einem Usermodul (33), wobei die Grundeinheit (31 ) elektronikfrei ausgeführt ist und wenigstens eine Klemmvorrichtung (34) für die Stromeinspeisung und Fächer (35, 36) zur Aufnahme des Mastermoduls (32) und des Usermoduls (33) aufweist.
15. Stromtankstellensystem nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Grundeinheit (31 ) eine Klappe (38) zum Freigeben und Verschließen von
Steckverbindungen für das Usermodul (33) aufweist.
16. Stromtankstellensystem nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass es durch das Mastermodul (32) parametriert ist.
17. Stromtankstellensystem nach einem der Ansprüche 1a bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Mastermodul (32) eine einstellbare Standortkennzeichnung (45) aufweist.
18. Stromtankstellensystem nach einem der Ansprüche 14 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Mastermodul (32) eine Hilfsspannungsversorgung (43) für eine Freischaltelektronik, einen Systembus, eine Versorgung eines Slavemoduls oder dergleichen oder für elektronische Anzeigen aufweist.
19. Stromtankstellensystem nach einem der Ansprüche 14 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass das Mastermodul (32) ein Schaltrelais (44) für das Freischalten der Ladespannung und für das Abschalten bei Erdschluss oder Überstrom aufweist.
20. Stromtankstellensystem nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltrelais (44) 2- oder 4-polig ist.
21. Stromtankstellensystem nach Anspruch 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet, dass ein Verriegelungsmechanismus vorgesehen ist, der ein Herausziehen des Usermoduls (33) bei geschaltetem Relais (44) verhindert.
22. Stromtankstellensystem nach einem der Ansprüche 14 bis 21 , dadurch gekennzeichnet, dass das Mastermodul (32) eine Leistungsmess- und Energiezähleinheit (46) aufweist.
23. Stromtankstellensystem nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass am Usermodul (33) eine Messeinrichtung angeordnet ist und dass die Leistungsmess- und Energiezähleinheit (46) des Mastermoduls (32) die Messeinrichtung des Usermoduls (33) überwacht.
24. Stromtankstellensystem nach einem der Ansprüche 14 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass das Mastermodul (32) das Usermodul (33) über Spannungsversorgungsleitungen (47) mit Strom versorgt und dass das Mastermodul (32) und das Usermodul (33) über Systembusleitungen (48) kommunizieren.
25. Stromtankstellensystem nach einem der Ansprüche 14 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass das Usermodul (33) eine Zählelektronik (40) sowie eine Kommunikationseinheit (42) aufweist.
26. Stromtankstellensystem nach einem der Ansprüche 14 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass das Usermodul (33) in Einsatzposition an seiner Unterseite eine Klappe (39) zum Freigeben eines Steckers aufweist und dass die Klappe (39) durch mechanische Verriegelung ein unbefugtes Entfernen eines Ladekabels (37) verhindert.
27. Stromtankstellensystem nach einem der Ansprüche 14 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass das Usermodul (33) einen Energiespeicher (49) besitzt, welcher nach Einstecken des Usermoduls (33) in die Grundeinheit (31 ) über das Mastermodul
(32) geladen wird.
28. Stromtankstellensystem nach einem der Ansprüche 25 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass das Usermodul (33) eine Schutzelektronik (41 ) zur
Erdschlussüberwachung aufweist, welche bereits vor dem Einführen des Usermoduls
(33) in die Grundeinheit (31 ) aktiv ist.
29. Stromtankstellensystem nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzelektronik (41) Fehler anzeigt und bei einem Fehler die Freigabe der
Ladespannung blockiert.
30. Stromtankstellensystem nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass die Kommunikationseinheit (42) eine GSM-Einheit mit einem SIM-Kartenfach zur Kommunikation via Modemverbindung oder SMS mit einer Serverzentrale ist.
31. Stromtankstellensystem nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, dass über die Kommunikationseinheit (42) nach Einführen des Usermoduls (33) und nach dessen Verriegelung eine Kennungs-SMS empfangbar und auswertbar ist und bei Guthaben- Deckung Strom freigegeben wird.
32. Stromtankstellensystem nach Anspruch 30 oder 31 , dadurch gekennzeichnet, dass die Kommunikationseinheit (42) am Ende des Strombetankens eine SMS an den Fahrzeugbesitzer mit Daten (kWh, zu zahlender Betrag, Ladezeit, etc.) sendet und dass die Daten in der Kommunikationseinheit (42) speicherbar sind.
33. Stromtankstellensystem nach einem der Ansprüche 25 bis 32, dadurch gekennzeichnet, dass das Usermodul (32) eine Leistungsmess- und Energiezählungseinrichtung aufweist, deren Daten über die Kommunikationseinheit (42) an einen zentralen Server gesendet werden.
34. Stromtankstellensystem nach einem der Ansprüche 14 bis 33, dadurch gekennzeichnet, dass es mit einer Hochstromübertragungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13 betreibbar ist.
35. Verfahren zum Abwickeln von Strombetankungen von Elektrofahrzeugen, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste Kommunikationseinheit eines Zentralrechners über eine erste Datenübertragungseinrichtung mit wenigstens einem Mobiltelefon und mit wenigstens einem Adapter einer Stromtankstelle verbunden wird und dass über die Kommunikationseinheit des Zentralrechners eine Strombetankung überwacht und abgerechnet wird.
36. Verfahren nach Anspruch 35, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Kommunikationseinheit des Zentralrechners das Internet ist.
37. Verfahren nach Anspruch 35 und 36, dadurch gekennzeichnet, dass der Adapter der Stromtankstelle mit einer zweiten Kommunikationseinheit, die über eine zweite Datenübertragungseinrichtung mit wenigstens einer Stromtankstelleneinrichtung verbunden wird, und mit einer dritten Kommunikationseinheit, die über eine dritte Datenübertragungseinrichtung mit wenigstens einem Elektrofahrzeug verbunden wird, verbunden wird.
38. Verfahren nach Anspruch 37, dadurch gekennzeichnet, dass der Adapter der Stromtankstelle über die zweite und/oder dritte Kommunikationseinheit Daten von der Stromtankstelle oder vom Elektrofahrzeug bezieht und Befehle an die Stromtankstelle oder an das Elektrofahrzeug ausgibt.
39. Verfahren nach Anspruch 37 oder 38, dadurch gekennzeichnet, dass die Stromtankstelleinrichtung mit einer vierten Kommunikationseinheit, die über eine vierte Datenübertragungseinrichtung mit wenigstens einer weiteren Stromtankstelleneinrichtung verbunden wird, verbunden wird.
40. Verfahren nach Anspruch 39, dadurch gekennzeichnet, dass der Adapter über die vierte Kommunikationseinheit Daten über die Stromtankstelle bezieht und/oder diese steuert.
41. Verfahren nach einem der Ansprüche 35 bis 40, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Anschließen eines Elektrofahrzeuges an die Stromtankstelle in einem ersten Schritt über die erste Kommunikationseinheit eine Verbindung zum Zentralrechner hergestellt wird, in einem weiteren Schritt die Daten überprüft werden und bei positiver
Überprüfung in einem weiteren Schritt das Strombetanken freigegeben wird.
42. Verfahren nach Anspruch 41 , dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Freigeben des Strombetankens in einem ersten Schritt durch den Zentralrechner und/oder den Adapter über eine Schutz- und Überwachungselektronik im Adapter Daten über mechanische Verbindungen von Stromtankstelleneinrichtungen und/oder über den Stromfluss und/oder über eine Leistungsmesseinrichtung am Adapter überprüft und überwacht werden und bei positiver Überprüfung in einem weiteren Schritt die Ladespannung zum Laden des Elektrofahrzeuges freigegeben wird.
43. Verfahren nach einem der Ansprüche 35 bis 42, dadurch gekennzeichnet, dass während des Ladens des Elektrofahrzeuges Daten über mechanische Verbindungen von Stromtankstelleneinrichtungen und/oder über den Stromfluss und/oder über eine Leistungsmesseinrichtung am Adapter durch den Zentralrechner und/oder den Adapter überprüft und überwacht werden.
44. Verfahren nach einem der Ansprüche 35 bis 43, dadurch gekennzeichnet, dass während des Ladens des Elektrofahrzeuges Daten über das Strombetanken an das Mobiltelefon gesendet werden.
45. Verfahren nach einem der Ansprüche 35 bis 44, dadurch gekennzeichnet, dass aktuelle und/oder historische Daten über das Strombetanken grafisch angezeigt werden.
46. Verfahren nach einem der Ansprüche' 35 bis 45, dadurch gekennzeichnet, dass die Daten im Zentralrechner und/oder im Adapter gespeichert werden.
47. Verfahren nach Anspruch 46, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Datenunterbrechung die nicht auf den Zentralrechner übertragenen Daten im Adapter zwischengespeichert und beim nächsten Ladevorgang zum Zentralrechner übertragen werden.
48. Verfahren nach einem der Ansprüche 35 bis 47, dadurch gekennzeichnet, dass während des Ladens des Elektrofahrzeuges Schaltvorgänge, insbesondere zur händischen oder programmierten Heizungsfernsteuerung, durchgeführt werden.
49. Verfahren nach einem der Ansprüche 35 bis 48, dadurch gekennzeichnet, dass als Adapter ein Usermodul nach einem der Ansprüche 14 bis 34 verwendet wird.
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