EP3758976A1 - Ladestecker für ein kraftfahrzeug - Google Patents

Ladestecker für ein kraftfahrzeug

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Publication number
EP3758976A1
EP3758976A1 EP18812159.4A EP18812159A EP3758976A1 EP 3758976 A1 EP3758976 A1 EP 3758976A1 EP 18812159 A EP18812159 A EP 18812159A EP 3758976 A1 EP3758976 A1 EP 3758976A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
charging
consumer
plug
motor vehicle
current
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Withdrawn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
EP18812159.4A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Steven Meredith
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
CCS Abwicklungs AG
Original Assignee
Innogy SE
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Innogy SE filed Critical Innogy SE
Publication of EP3758976A1 publication Critical patent/EP3758976A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L53/00—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
    • B60L53/10—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles characterised by the energy transfer between the charging station and the vehicle
    • B60L53/14—Conductive energy transfer
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L53/00—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
    • B60L53/10—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles characterised by the energy transfer between the charging station and the vehicle
    • B60L53/14—Conductive energy transfer
    • B60L53/16—Connectors, e.g. plugs or sockets, specially adapted for charging electric vehicles
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R31/00—Coupling parts supported only by co-operation with counterpart
    • H01R31/02—Intermediate parts for distributing energy to two or more circuits in parallel, e.g. splitter
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R31/00—Coupling parts supported only by co-operation with counterpart
    • H01R31/06—Intermediate parts for linking two coupling parts, e.g. adapter
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
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    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/7072—Electromobility specific charging systems or methods for batteries, ultracapacitors, supercapacitors or double-layer capacitors
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02T90/10—Technologies relating to charging of electric vehicles
    • Y02T90/14—Plug-in electric vehicles

Definitions

  • the invention relates to a charging connector for a motor vehicle, which can be plugged for charging an energy storage device of the motor vehicle by means of a charging current into a socket, wherein the charging plug comprises a charging power line for direct or indirect electrical connection of the energy storage device with the socket.
  • a charging cable with two charging plugs for a motor vehicle is known.
  • the two charging plugs and the charging cable are used to charge one
  • the motor vehicle is a
  • Electric vehicle which can be charged with a depleted energy storage by means of the charging plug.
  • a user of the motor vehicle leads a charging plug into a socket arranged in a garage.
  • the user connects the other charging plug with another outlet, which is arranged on the motor vehicle. Consequently, the outlet is occupied in the garage, and can be used exclusively for charging the energy storage of the motor vehicle.
  • the user wants to run another consumer, especially a household appliance in the garage at the same time and only one outlet is available, then the user has to pull out the charging plug from the socket in the garage, then a
  • the charging plug is provided with an additional connection, in particular with an additional socket, wherein the additional connection for connecting a preferably designed as a household appliance consumer is formed.
  • the motor vehicles as electric vehicles, especially electric cars, as electric bicycles, as electric motorcycles, as electric boats , wherein each of these vehicles has at least one energy storage, in particular an accumulator that can be charged with electricity.
  • the consumers may be designed as household appliances, in particular as tumble dryers, washing machines, refrigerators, dishwashers and the like.
  • any consumer who is powered by electricity by means of the consumer plug with the socket, which is arranged for example in a garage, electrically connected.
  • the additional socket is provided for inserting a consumer plug of the consumer, wherein the consumer plug comprises a load power line for operating the consumer by means of a load current, wherein the
  • Consumer power line to the consumer is electrically connected.
  • the charging plug has a safety device which is designed to control the consumer current and / or charging current.
  • the safety device advantageously ensures monitoring of the current intensity, so that measures can be initiated if the current levels are too high and are caused by the load current and / or the charging current.
  • the safety device is therefore able to control the charging current and / or the load current at a critical current, in which, for example, fire could be due to overheated lines. As a result, the reliability of the charging plug is improved and the charging of the energy storage of the motor vehicle significantly safer.
  • the securing device is a measuring device which is designed for measuring the charging current and / or consumer current and / or an electronic and / or mechanical switching device which for turning on and / or turning off the Charging current and / or consumer power is formed and / or a memory unit, which is designed for storing measured values, in particular currents.
  • the switching device which works electronically and / or mechanically, is switched by the control device at too high currents or by the user himself.
  • the safety of the charging plug, in particular the charging process is further improved because the switching device can provide for the shutdown of the load current and / or charging current.
  • the charging plug can be safely and conveniently used when a threshold current is provided, which is the sum of all individual currents, in particular the sum of the load current and the charging current, wherein the measuring device the
  • Consumer power line and / or the charging power line by means of the switching device interrupts when the measured current is greater than the limit current.
  • the charging current line is interrupted by means of the switching device.
  • the user can also decide for himself whether the consumer or the charging plug has priority at the shutdown.
  • the memory unit of the charging plug is designed to store a threshold value current strength of the limit current. All this information, in particular the limit current strength and / or whether the consumer or the charging plug has priority, can be found in the Memory unit of the charging plug to be stored, or alternatively or additionally in a memory unit of the motor vehicle. Nevertheless, it is also conceivable that these
  • the limit current is greater than 30A, preferably greater than 48A.
  • the safety of the charging plug can be further improved if at a
  • the load current line is interrupted by means of the switching device.
  • the user can choose, for example by means of an app on the smartphone, whether he wants to grant the motor vehicle a priority position with respect to the consumer, so as to ensure that the motor vehicle is charged faster.
  • the charging plug can be formed when the mechanical switching device is switchable when inserting the consumer plug into the additional connection, wherein when inserting the consumer plug in the additional connection
  • Charging power line is interrupted by the mechanical switching device.
  • a charging system for a motor vehicle having the charging plug according to the invention according to at least one of the embodiments described above, wherein the charging system comprises at least two sockets and at least one additional connection, in particular an additional socket.
  • the charging system can be provided that a socket is arranged in a building, especially in a garage.
  • a socket can alternatively or additionally be arranged in a charging station, the charging station being arranged in the building. With the help of this socket can be a user
  • At least one socket is arranged in or on the motor vehicle, wherein the further socket is designed as a motor vehicle socket. Furthermore, it can be provided that a charging cable, the charging plug and a
  • motor vehicle-side charging plug which preferably in the
  • Energy storage is electrically connected.
  • one end of the charging plug is plugged into the socket in the garage and plugged the other end of the charging plug into the socket of the motor vehicle.
  • the motor vehicle side charging connector is provided with a motor vehicle side additional connection, which is designed here as an additional socket for plugging the consumer plug of the consumer, in particular of the household appliance, wherein the
  • Consumer plug includes the load power line for operating the consumer by means of the consumer power, wherein the load power line
  • the consumer plug can be plugged into both the charging plug, which is plugged into the socket of the charging station, as well as in the motor vehicle-side charging plug. Consequently, several can
  • Consumers are connected to the charging cable, as long as exceeding the limit current through all summed currents, in particular the consumer currents and the charging currents is excluded.
  • the comfort is further increased for the user by this configuration of the charging cable, in particular by the charge plugs of the charging cable provided with at least one additional connection in each case, in particular additional socket.
  • the household appliance is designed as a tumble dryer and / or as a washing machine.
  • a tumble dryer it may be due to the increased energy consumption to increase the load current.
  • FIG. 1 shows a charging system according to the invention, which is arranged in a garage, and
  • FIG. 2 shows a charging plug according to the invention of a charging cable with a
  • FIG. 1 illustrates a garage designed as a building 1, in which inter alia a motor vehicle 2 with a socket 3, in particular a motor vehicle socket, a household appliance designed as a consumer 4, in particular a tumble dryer or a washing machine, and a charging column 5 with a socket 6 is arranged.
  • the socket 6 can also be arranged directly on the garage.
  • the charging station 5, in particular the socket 6, for example, directly or indirectly connected to a house connection with 30 A current and 240 V voltage or alternatively to a three-phase three-phase connection with 48 A current and 400 V voltage.
  • a charging cable 7 is provided with a charging connector 8 and a motor vehicle-side charging connector 9. The vehicle-side charging connector 9 is inserted into the socket 3 of the motor vehicle 2 and the charging plug 8 is in the socket 6 of
  • the charging plug 8 additionally comprises an additional connection 10 designed as an additional socket, shown in FIG. 2, in which a consumer plug 11 of the load 4 connected to a consumer cable 12 can be inserted.
  • a charging system according to the invention therefore comprises at least 2 outlets 3, 6 and at least one additional connection 10.
  • the charging plug 8 of the charging cable 7 and the consumer plug 11 of the consumer 4 and the charging station 5 is shown in more detail with the socket 6.
  • Charging plug 8 which for charging the energy storage of the Motor vehicle 2 is formed by means of a charging current, must for charging the
  • the charging plug 8 comprises a charging power line, not shown for direct or indirect electrical connection of the energy storage device with the socket 6.
  • the charging plug 8 is provided with the additional connection 10 designed as an additional socket.
  • the consumer plug 11 a not-shown consumer power line for operating the load 4 by means of a
  • the charging plug 8 has a securing device, not shown, which is designed to control and / or regulate the load current and / or the charging current.
  • the safety device comprises a measuring device, which is designed to measure the charging current and / or the consumer current, and / or an electronic and / or mechanical switching device, which is designed to turn on and / or turn off the charging current and / or the consumer current, and / or a memory unit , which is designed to store measured values, in particular currents.
  • a limit current is provided, which is the sum of all individual currents, in particular the sum of the load current and the charging current, wherein the measuring device interrupts the load current line or the charging current line by means of the switching device when the measured current is greater than the limit current.
  • the measuring device measures a current which is greater than the limit current
  • the charge current line of the charging cable, in particular of the charging plug 8 is interrupted by means of the switching device.
  • the switching device it can also be provided that, for a measured current which is greater than the limit current, first the
  • Limit value of the limit current can thus be stored in a memory unit of the charging plug and / or the charging station.
  • the threshold current is preferably greater than 30 A, preferably greater than 48 A.
  • the mechanical switching device is switchable when plugging in the consumer plug 11 in the additional port 10, wherein the charging power line is interrupted by the mechanical switching device when inserting the consumer plug 11 in the auxiliary port 10. This ensures advantageously that it does not come to a cable fire, which could be caused by an excessive current in the charging system.
  • the safety device which is preferably arranged in the charging plug 8 and / or the charging station 5, measures the charging current intensity and the consumer current intensity with the measuring device. If the sum of the charging current intensity and the consumer current strength lies above the limit current intensity, the charging process of the energy accumulator of the motor vehicle 2 is either completely switched off by the switching device or the charging current intensity is reduced. Thus, it is advantageously prevented that a fire, in particular a cable fire in the garage arises. Furthermore, it may be waived to arrange an additional outlet in the garage, for example, to connect the dryer.
  • the tumble dryer can be safely and easily supplied with energy due to the charging plug or charging system according to the invention, in which the consumer plug 11 is inserted into the additional socket.
  • Charging current is greater than the threshold current, the control device in the sense of charging management, reduce the charging current or, if necessary, switch it off completely.
  • Charging plug 9 is provided with a motor vehicle-side auxiliary port, in particular an additional socket for plugging in the consumer plug 11 of the consumer 4, in particular of the household appliance, the consumer plug 11 includes the load power line for operating the load 4 by means of the consumer power, the load power line to the consumer 4 electrically connected is.
  • the motor vehicle 2 may be an electric vehicle, an electric bicycle, an electric boat, an electric flying device, in particular an electric drone and the like.
  • the building 1 can also be designed as a hall, as a workshop, as a parking garage or the like.
  • the securing device described above can in the charging plug 8, in
  • motor vehicle-side charging plug 9 be arranged in the motor vehicle 2 or in the charging station 5.
  • a rechargeable and dischargeable energy storage system is arranged, which comprises at least one accumulator.
  • a 450V connection for the motor vehicle 2 could be provided and thus the charging time of the energy storage of the motor vehicle 2 can be accelerated. The user could therefore have an influence on whether he would like to accelerate or decelerate the charging of the energy storage.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Ladestecker (8) für ein Kraftfahrzeug (2), welcher zum Aufladen eines Energiespeichers des Kraftfahrzeugs (2) mittels eines Ladestroms in eine Steckdose (3, 6) einsteckbar ist, wobei der Ladestecker (8) eine Ladestromleitung zum mittelbaren oder unmittelbaren elektrischen Verbinden des Energiespeichers mit der Steckdose (3, 6) umfasst, wobei der Ladestecker (8) mit einem Zusatzanschluss (10), insbesondere mit einer Zusatzsteckdose versehen ist, wobei der Zusatzanschluss (10) zum Anschluss eines vorzugsweise als Haushaltsgeräts ausgebildeten Verbrauchers (4) ausgebildet ist.

Description

Ladestecker für ein Kraftfahrzeug
Die Erfindung betrifft einen Ladestecker für ein Kraftfahrzeug, welcher zum Aufladen eines Energiespeichers des Kraftfahrzeugs mittels eines Ladestroms in eine Steckdose einsteckbar ist, wobei der Ladestecker eine Ladestromleitung zum mittelbaren oder unmittelbaren elektrischen Verbinden des Energiespeichers mit der Steckdose umfasst.
Aus dem Stand der Technik ist ein Ladekabel mit zwei Ladesteckern für ein Kraftfahrzeug bekannt. Die zwei Ladestecker und das Ladekabel dienen zum Aufladen eines
Energiespeichers des Kraftfahrzeugs. Bei dem Kraftfahrzeug handelt es sich um ein
Elektrofahrzeug, welches bei einem entleerten Energiespeicher mittels der Ladestecker aufgeladen werden kann. Dazu führt ein Benutzer des Kraftfahrzeugs den einen Ladestecker in eine in einer Garage angeordneten Steckdose ein. Ebenfalls verbindet der Benutzer den anderen Ladestecker mit einer weiteren Steckdose, die am Kraftfahrzeug angeordnet ist. Folglich ist die Steckdose in der Garage belegt, und kann ausschließlich zum Laden des Energiespeichers des Kraftfahrzeugs verwendet werden. Wenn beispielsweise der Benutzer gleichzeitig einen weiteren Verbraucher, insbesondere ein Haushaltsgerät in der Garage betreiben will und nur eine Steckdose zur Verfügung steht, dann muss der Benutzer den Ladestecker aus der Steckdose in der Garage herausziehen, um danach einen
Verbraucherstecker des Verbrauchers in diese Steckdose einzustecken. Ein gleichzeitiges Laden des Kraftfahrzeugs mittels des Ladesteckers und eine Verwendung des Verbrauchers, insbesondere des Haushaltsgeräts sind daher mit nur einer einzigen Steckdose in der Garage nahezu ausgeschlossen.
Daher ist es die Aufgabe der Erfindung, einen Ladestecker bereitzustellen, welcher den Komfort für den Benutzer verbessert.
Die Aufgabe wird gelöst durch den kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1, wobei der Ladestecker mit einem Zusatzanschluss, insbesondere mit einer Zusatzsteckdose versehen ist, wobei der Zusatzanschluss zum Anschluss eines vorzugsweise als Haushaltsgeräts ausgebildeten Verbrauchers ausgebildet ist.
Durch diese Lösung wird der Komfort für den Benutzer deutlich verbessert, weil durch den Zusatzanschluss auch beim Laden des Kraftfahrzeugs, insbesondere eines Elektrofahrzeugs zusätzlich ein Verbraucher in Betrieb genommen werden kann, obwohl nur beispielsweise eine einzige Steckdose zur Verfügung steht.
Im Sinne dieser Erfindung können die Kraftfahrzeuge als Elektrofahrzeuge, insbesondere Elektroautomobile, als Elektrofahrräder, als Elektromotorräder, als Elektroschiffe,, wobei jedes dieser Kraftfahrzeuge mindestens einen Energiespeicher aufweist, insbesondere einen Akkumulator, der mit Strom aufgeladen werden kann.
Im Sinne dieser Erfindung können die Verbraucher als Haushaltsgeräte, insbesondere als Wäschetrockner, Waschmaschinen, Kühlschränke, Geschirrspülmaschinen und dergleichen ausgebildet sein. Grundsätzlich kann jeder Verbraucher, der mit Strom betrieben wird, mittels des Verbrauchersteckers mit der Steckdose, die beispielsweise in einer Garage angeordnet ist, elektrisch verbunden werden.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Ladesteckers kann vorgesehen sein, die Zusatzsteckdose zum Einstecken eines Verbrauchersteckers des Verbrauchers vorgesehen ist, wobei der Verbraucherstecker eine Verbraucherstromleitung zum Betreiben des Verbrauchers mittels eines Verbraucherstroms umfasst, wobei die
Verbraucherstromleitung mit dem Verbraucher elektrisch verbindbar ist.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Ladesteckers das kann vorgesehen sein, dass der Ladestecker eine Sicherungsvorrichtung aufweist, die zum Steuern des Verbraucherstroms und/oder Ladestroms ausgebildet ist. Die Sicherungsvorrichtung sorgt in vorteilhafterweise dafür eine Überwachung der Stromstärke durchzuführen, so dass bei zu hohen Stromstärken, welche durch den Verbraucherstrom und/oder den Ladestrom verursacht werden, Maßnahmen eingeleitet werden können. Die Sicherungsvorrichtung ist daher in der Lage, bei einer kritischen Stromstärke, bei welcher beispielsweise Brandgefahr bestehen könnte aufgrund von überhitzten Leitungen, den Ladestrom und oder dem Verbraucherstrom zu steuern. Dadurch wird die Zuverlässigkeit des Ladesteckers verbessert und das Laden des Energiespeichers des Kraftfahrzeugs deutlich sicherer.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführung des Ladestecker kann vorgesehen sein, dass die Sicherungsvorrichtung eine Messeinrichtung, welche zum Messen des Ladestroms und/oder Verbraucherstroms ausgebildet ist und/oder eine elektronische und/oder mechanische Schaltvorrichtung, welche zum Anschalten und/oder Abschalten des Ladestroms und/oder Verbrauchserstroms ausgebildet ist und/oder eine Speichereinheit, welche zum Abspeichern von Messwerten, insbesondere Stromstärken ausgebildet ist, umfasst. Mit Hilfe der Messeinrichtung können die Messwerte, insbesondere die
Stromstärken, welche durch den Verbraucher und oder durch das Laden des
Energiespeichers des Kraftfahrzeugs mittels des Ladesteckers entstehen, exakt erfasst werden. Mit der Kenntnis der Werte der einzelnen Stromstärken kann im Sinne eines Lademanagements mittels einer dem Ladestecker zugeordneten Steuerungsvorrichtung bei zu hohen Stromstärken, der Stromfluss des Verbrauchers und der Stromfluss zum Laden des Kraftfahrzeugs gesteuert werden. Damit die Werte der Stromstärken immer aktuell weiterverarbeitet werden können, werden diese vorzugsweise in einer Speichereinheit abgespeichert. Diese Werte der Stromstärken können nach einer vorbestimmten Zeit selbstständig durch die Steuerungsvorrichtung automatisch gelöscht werden. Es ist allerdings auch denkbar, dass die Werte so lange in der Speichereinheit gespeichert sind, bis ein Benutzer diese manuell löscht. Auch ist es möglich, die Werte der Stromstärken auszulesen und mittels eines Datenverarbeitungsprogramms weiter zu bearbeiten. Die Schaltvorrichtung, welche elektronisch und/oder mechanisch funktioniert, wird durch die Steuerungsvorrichtung bei zu hohen Stromstärken oder durch den Benutzer selber geschaltet. Durch die Schaltvorrichtung wird die Sicherheit des Ladesteckers, insbesondere des Ladevorgangs weiter verbessert, weil die Schaltvorrichtung für die Abschaltung des Verbraucherstroms und/oder Ladestroms sorgen kann.
Der Ladestecker kann sicher und komfortabel verwendet werden, wenn ein Grenzwertstrom vorgesehen ist, welcher die Summe aller Einzelströme, insbesondere die Summe aus dem Verbraucherstrom und dem Ladestrom ist, wobei die Messvorrichtung die
Verbraucherstromleitung und/oder die Ladestromleitung mittels der Schaltvorrichtung unterbricht, wenn der gemessene Strom größer als der Grenzwertstrom ist. Vorzugsweise ist vorgesehen, dass beim einem gemessenen Strom, der größer als der Grenzwertstrom ist zuerst die Ladestromleitung mittels der Schaltvorrichtung unterbrochen wird. Der Benutzer kann aber auch selbst entscheiden, ob der Verbraucher oder der Ladestecker Vorrang bei der Abschaltung hat. Des Weiteren kann vorgesehen sein, dass die Speichereinheit des Ladesteckers zum Abspeichern einer G renzwertstromstä rke des Grenzwertstroms ausgebildet ist. Alle diese Informationen, insbesondere die Grenzwertstromstärke und/oder, ob der Verbraucher oder der Ladestecker Vorrang hat, kann beispielsweise in der Speichereinheit des Ladesteckers abgespeichert sein, oder alternativ oder zusätzlich in einer Speichereinheit des Kraftfahrzeugs. Gleichwohl ist es auch denkbar, dass diese
Informationen in einer Speichereinheit des Verbrauchers abgespeichert werden kann. Um eine Beschädigung, insbesondere des Ladesteckers zu verhindern, sollte vorgesehen sein, dass der Grenzwertstrom größer als 30A, vorzugsweise größer als 48A ist.
Die Sicherheit des Ladesteckers kann weiter verbessert werden, wenn bei einem
gemessenen Strom, der größer als der Grenzwertstrom ist, zuerst die Ladestromleitung mittels der Schaltvorrichtung unterbrochen wird.
Nach einer alternativen Ausführung kann vorgesehen sein, dass bei einem gemessenen Strom, der größer als der Grenzwertstrom ist, zuerst die Verbraucherstromleitung mittels der Schaltvorrichtung unterbrochen wird. Vorzugsweise kann der Benutzer beispielsweise mittels einer App auf dem Smartphone wählen, ob er dem Kraftfahrzeug eine vorrangige Stellung gegenüber dem Verbraucher gewähren möchte, so dass gewährleistet wird, dass das Kraftfahrzeug schneller aufgeladen wird.
Besonders vorteilhaft kann der Ladestecker ausgebildet sein, wenn die mechanische Schaltvorrichtung beim Einstecken des Verbrauchersteckers in den Zusatzanschluss schaltbar ist, wobei beim Einstecken des Verbrauchersteckers in den Zusatzanschluss die
Ladestromleitung durch die mechanische Schaltvorrichtung unterbrochen wird. Durch diese Maßnahme wird der Komfort bei der Benutzung des Ladesteckers erheblich verbessert, weil mit dem Einstecken des Verbrauchersteckers ohne die Durchführung einer zusätzlichen Handlung die Deaktivierung der Ladestromleitung, insbesondere des Ladestroms benötigt werden. Dadurch wird folglich auch die Konstruktion des Ladesteckers kostengünstiger, weil weniger Bauteile verwendet werden müssen.
Des Weiteren ist es die Aufgabe der Erfindung, ein Ladesystem bereitzustellen, welches den Komfort für den Benutzer verbessert.
Die Aufgabe wird gelöst durch den Patentanspruch 10, wobei ein Ladesystem für ein Kraftfahrzeug vorgesehen ist, welches den erfindungsgemäßen Ladestecker nach mindestens einem der oben beschriebenen Ausführungen aufweist, wobei das Ladesystem mindestens zwei Steckdosen und mindestens einen Zusatzanschluss, insbesondere eine Zusatzsteckdose umfasst. Nach einer bevorzugten Ausführung des Ladesystems kann vorgesehen sein, dass eine Steckdose in einem Gebäude, insbesondere in einer Garage angeordnet ist. Ferner kann eine Steckdose alternativ oder zusätzlich in einer Ladesäule angeordnet sein, wobei die Ladesäule in dem Gebäude angeordnet ist. Mit Hilfe dieser Steckdose kann ein Benutzer sein
Kraftfahrzeug, insbesondere den Energiespeicher des Kraftfahrzeugs aufladen. Daher sollte auch vorgesehen sein, dass mindestens eine Steckdose im oder am Kraftfahrzeug angeordnet ist, wobei die weitere Steckdose als Kraftfahrzeugsteckdose ausgebildet ist. Des Weiteren kann vorgesehen sein, dass ein Ladekabel den Ladestecker und einen
kraftfahrzeugseitigen Ladestecker umfasst, welcher vorzugsweise in die
Kraftfahrzeugsteckdose einsteckbar ist, wobei die Kraftfahrzeugsteckdose mit dem
Energiespeicher elektrisch verbunden ist. Somit wird ein Ende des Ladesteckers in die Steckdose in der Garage eingesteckt und das andere Ende des Ladesteckers in die Steckdose des Kraftfahrzeugs eingesteckt.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführung des Ladesystems kann vorgesehen sein, dass der kraftfahrzeugseitige Ladestecker mit einem kraftfahrzeugseitigen Zusatzanschluss, welcher hier als Zusatzsteckdose zum Einstecken des Verbrauchersteckers des Verbrauchers ausgebildet ist, insbesondere des Haushaltsgeräts versehen ist, wobei der
Verbraucherstecker die Verbraucherstromleitung zum Betreiben des Verbrauchers mittels des Verbraucherstroms umfasst, wobei die Verbraucherstromleitung
mit dem Verbraucher elektrisch verbindbar ist. Somit kann der Verbraucherstecker sowohl in den Ladestecker, der in die Steckdose der Ladesäule gesteckt wird, als auch in den kraftfahrzeugseitigen Ladestecker eingesteckt werden. Folglich können mehrere
Verbraucher mit dem Ladekabel verbunden werden, solange eine Überschreitung der Grenzwertstromstärke durch alle summierten Ströme, insbesondere der Verbraucherströme und der Ladeströme ausgeschlossen ist. Der Komfort wird für den Benutz durch diese Ausgestaltung des Ladekabels, insbesondere durch die mit mindestens jeweils einem Zusatzanschluss, insbesondere Zusatzsteckdose versehenen Ladesteckern des Ladekabels weiter erhöht.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführung des Ladesystems kann vorgesehen sein, dass das Haushaltsgerät als Wäschetrockner und/oder als Waschmaschine ausgebildet ist. Insbesondere bei einem Wäschetrockner kann es aufgrund des erhöhten Energieverbrauchs zu einer Erhöhung der Verbraucherstromstärke kommen.
Der erfindungsgemäße Ladestecker und das erfindungsgemäße Ladesystem werden anhand eines Ausführungsbeispiels näher beschrieben. Die Figuren zeigen:
Figur 1 ein erfindungsgemäßes Ladesystem, welches in einer Garage angeordnet ist, und
Figur 2 einen erfindungsgemäßen Ladestecker eines Ladekabels mit einem,
Zusatzanschluss für eine Ladesäule, in welche ein Verbraucherstecker einsteckbar ist.
In der Figur 1 ist eine als Gebäude 1 ausgebildete Garage visualisiert, in welcher unter anderem ein Kraftfahrzeug 2 mit einer Steckdose 3, insbesondere Kraftfahrzeugsteckdose, ein als Verbraucher 4 ausgebildetes Haushaltsgerät, insbesondere ein Wäschetrockner oder eine Waschmaschine, und eine Ladesäule 5 mit einer Steckdose 6 angeordnet ist. Alternativ kann die Steckdose 6 auch direkt an der Garage angeordnet sein. Die Ladesäule 5, insbesondere die Steckdose 6 ist beispielsweise mittelbar oder unmittelbar an einen Hausanschluss mit 30 A Stromstärke und 240 V Spannung oder alternativ an einen Drei- Phasen-Drehstrom-Anschluss mit 48 A Stromstärke und 400 V Spannung angeschlossen. Ferner ist ein Ladekabel 7 mit einem Ladestecker 8 und einen kraftfahrzeugseitigen Ladestecker 9 vorgesehen. Der kraftfahrzeugseitigen Ladestecker 9 wird in die Steckdose 3 des Kraftfahrzeugs 2 eingesteckt und der Ladestecker 8 wird in die Steckdose 6 der
Ladesäule 5 eingesteckt. Folglich wird mit dem Ladekabel 7 ein Energiespeicher des Kraftfahrzeugs 2, der mittelbar oder unmittelbar mit der Kraftfahrzeugsteckdose verbunden ist, mit Strom aufgeladen. Der Ladestecker 8 umfasst zudem noch einen als Zusatzsteckdose ausgebildeten Zusatzanschluss 10, dargestellt in der Figur 2, in welchen ein mit einem Verbraucherkabel 12 verbundener Verbraucherstecker 11 des Verbrauchers 4 eingesteckt werden kann. Ein erfindungsgemäßes Ladesystem umfasst daher mindestens 2 Steckdosen 3, 6 und mindestens einen Zusatzanschluss 10.
In der Figur 2 ist der Ladestecker 8 des Ladekabels 7 und der Verbraucherstecker 11 des Verbrauchers 4 sowie die Ladesäule 5 mit der Steckdose 6 näher gezeigt. Der
erfindungsgemäße Ladestecker 8, welcher zum Aufladen des Energiespeichers des Kraftfahrzeugs 2 mittels eines Ladestroms ausgebildet ist, muss zum Aufladen des
Energiespeichers in die Steckdose 6 der Ladesäule 5 eingesteckt werden, wobei der Ladestecker 8 eine nicht näher dargestellte Ladestromleitung zum unmittelbaren oder mittelbaren elektrischen Verbinden des Energiespeichers mit der Steckdose 6 umfasst. Wie bereits oben erwähnt ist der Ladestecker 8 mit dem als Zusatzsteckdose ausgebildeten Zusatzanschluss 10 versehen. In diesen Zusatzanschluss 10 kann der Verbraucherstecker 11 des Verbrauchers 4 eingesteckt werden, wobei der Verbraucherstecker 11 eine nicht näher gezeigte Verbraucherstromleitung zum Betreiben des Verbrauchers 4 mittels eines
Verbraucherstroms umfasst, wobei die Verbraucherstromleitung mit dem Verbraucher 4 elektrisch verbunden ist.
Des Weiteren weist der Ladestecker 8 eine nicht näher dargestellte Sicherungsvorrichtung auf, die zum Steuern und/oder Regeln des Verbraucherstroms und/oder des Ladestroms ausgebildet ist. Die Sicherungsvorrichtung umfasst eine Messeinrichtung, welche zum Messen des Ladestroms und/oder Verbraucherstroms ausgebildet ist, und/oder eine elektronische und/oder mechanische Schaltvorrichtung, welche zum Anschalten und/oder Abschalten des Ladestroms und/oder Verbrauchserstroms ausgebildet ist, und/oder eine Speichereinheit, welche zum Abspeichern von Messwerten, insbesondere Stromstärken ausgebildet ist.
Des Weiteren ist ein Grenzwertstrom vorgesehen, welcher die Summe aller Einzelströme ist, insbesondere die Summe aus dem Verbraucherstrom und dem Ladestrom, wobei die Messvorrichtung die Verbraucherstromleitung oder die Ladestromleitung mittels der Schaltvorrichtung unterbricht, wenn der gemessene Strom größer als der Grenzwertstrom ist.
Wenn die Messvorrichtung einen Strom misst, der größer als der Grenzwertstrom ist, wird mittels der Schaltvorrichtung die Ladestromleitung des Ladekabels, insbesondere des Ladesteckers 8 unterbrochen. Alternativ kann auch vorgesehen sein, dass bei einem gemessenen Strom, der größer als der Grenzwertstrom ist, zuerst die
Verbraucherstromleitung mittels der Schaltvorrichtung unterbrochen wird. Die
Grenzwertstromstärke des Grenzwertstroms kann folglich in einer Speichereinheit des Ladestecker und/oder der Ladesäule abgespeichert werden. Dabei ist vorzugsweise der Grenzwertstrom größer als 30 A, vorzugsweise größer als 48 A. Um die Sicherheit weiter zu verbessern, kann vorgesehen sein, dass die mechanische Schaltvorrichtung beim Einstecken des Verbraucherstecker 11 in den Zusatzanschluss 10 schaltbar ist, wobei beim Einstecken des Verbrauchersteckers 11 in den Zusatzanschluss 10 die Ladestromleitung durch die mechanische Schaltvorrichtung unterbrochen wird. Dadurch wird in vorteilhafter Weise sichergestellt, dass es nicht zu einem Kabelbrand kommt, welcher durch eine zu hohe Stromstärke im Ladesystem verursacht werden könnte.
Wenn nun ein Benutzer den Energiespeicher seines Kraftfahrzeugs 2, welches vorzugsweise als Elektrofahrzeug ausgebildet ist, aufladen möchte, dann steckt er den Ladestecker 8 in die Ladesteckdose 6 der Ladesäule 5 und den kraftfahrzeugseitigen Ladestecker 9 in die
Kraftfahrzeugsteckdose des Kraftfahrzeugs. Danach kann der Ladevorgang des
Energiespeichers des Kraftfahrzeugs 2 beginnen. Nun kann es sein, dass während des Ladevorgangs des Kraftfahrzeugs 2 der Benutzer den in der Garage angeordneten
Wäschetrockner betreiben möchte. Dazu steckt der Benutzer den Verbraucherstecker 11 in die Zusatzsteckdose des Ladesteckers 8. Die Sicherungsvorrichtung, welche vorzugsweise in dem Ladestecker 8 und/oder der Ladesäule 5 angeordnet ist, misst mit der Messvorrichtung die Ladestromstärke und die Verbraucherstromstärke. Liegt die Summe der Ladestromstärke und der Verbraucherstromstärke über der Grenzwertstromstärke, so wird der Ladevorgang des Energiespeichers des Kraftfahrzeugs 2 entweder komplett durch die Schaltvorrichtung ausgeschaltet oder die Ladestromstärke wird verringert. Somit wird in vorteilhafter Weise verhindert, dass ein Brand, insbesondere ein Kabelbrand in der Garage entsteht. Ferner kann darauf verzichtet werden, eine zusätzliche Steckdose in der Garage anzuordnen, um beispielsweise den Wäschetrockner anzuschließen. Der Wäschetrockner kann aufgrund des erfindungsgemäßen Ladesteckers bzw. Ladesystems sicher und einfach mit Energie versorgt werden, in dem der Verbraucherstecker 11 in die Zusatzsteckdose eingesteckt wird.
Ebenfalls ist es denkbar, dass eine Steuerungsvorrichtung des Ladesteckers 8 und/oder der Ladesäule 5 die Stromstärken, insbesondere den Ladestrom und/oder den
Verbraucherstrom steuert bzw. regelt, wenn ein Verbraucherstecker 11 in die
Zusatzsteckdose des Ladesteckers 8 eingesteckt wird. Wenn die Stromstärke des
Verbrauchers 4 sich erhöht und die Summe der Verbraucherstromstärke und der
Ladestromstärke größer als die Grenzwertstromstärke ist, kann die Steuerungsvorrichtung im Sinne eines Lademanagements den Ladestrom verringern oder gegebenenfalls komplett abschalten.
Ferner ist es auch möglich, dass alternativ oder zusätzlich der kraftfahrzeugseitige
Ladestecker 9 mit einem kraftfahrzeugseitigen Zusatzanschluss, insbesondere einer Zusatzsteckdose zum Einstecken des Verbrauchersteckers 11 des Verbrauchers 4, insbesondere des Haushaltsgeräts versehen ist, wobei der Verbraucherstecker 11 die Verbraucherstromleitung zum Betreiben des Verbrauchers 4 mittels des Verbraucherstroms umfasst, wobei die Verbraucherstromleitung mit dem Verbraucher 4 elektrisch verbindbar ist.
Bei dem Kraftfahrzeug 2 kann es sich um ein Elektrofahrzeug, ein Elektrofahrrad, ein Elektroboot, ein Elektrofluggerät, insbesondere um eine Elektrodrohne und dergleichen handeln.
Das Gebäude 1 kann auch als Halle, als Werkstatt, als Parkhaus oder dergleichen ausgebildet sein.
Die oben beschriebene Sicherungsvorrichtung kann im Ladestecker 8, im
kraftfahrzeugseitigen Ladestecker 9, im Kraftfahrzeug 2 oder in der Ladesäule 5 angeordnet sein.
Es ist ebenfalls denkbar, dass zwischen dem Ladestecker 5 und der Ladesäule 8 ein aufladbares und entladbares Energiespeichersystem angeordnet wird, welches mindestens einen Akkumulator umfasst. Somit könnte ein 450V-Anschluss für das Kraftfahrzeug 2 bereitgestellt werden und folglich die Aufladezeit des Energiespeichers des Kraftfahrzeugs 2 beschleunigt werden. Der Benutzer könnte daher selbst darauf einen Einfluss nehmen, ob er den Aufladevorgang des Energiespeichers beschleunigen oder entschleunigen möchte. Bezugszeichenliste
1 Gebäude
2 Kraftfahrzeug
3 Steckdose des Kraftfahrzeugs 2
4 Verbraucher
5 Ladesäule
6 Steckdose der Ladesäule 5
7 Ladekabel
8 Ladestecker
9 kraftfahrzeugseitiger Ladestecker
10 Zusatzanschluss
11 Verbraucherstecker
12 Verbraucherkabel

Claims

Patentansprüche
1. Ladestecker (8) für ein Kraftfahrzeug (2), welcher zum Aufladen eines
Energiespeichers des Kraftfahrzeugs (2) mittels eines Ladestroms in eine Steckdose (3, 6) einsteckbar ist, wobei der Ladestecker (8) eine Ladestromleitung zum mittelbaren oder unmittelbaren elektrischen Verbinden des Energiespeichers mit der Steckdose (3, 6) umfasst,
dadurch gekennzeichnet, dass der Ladestecker (8) mit einem Zusatzanschluss (10), insbesondere mit einer Zusatzsteckdose versehen ist, wobei der Zusatzanschluss (10) zum Anschluss eines vorzugsweise als Haushaltsgeräts ausgebildeten Verbrauchers (4) ausgebildet ist.
2. Ladestecker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusatzsteckdose zum Einstecken eines Verbrauchersteckers (11) des Verbrauchers (4) vorgesehen ist, wobei der Verbraucherstecker (11) eine Verbraucherstromleitung zum Betreiben des Verbrauchers (4) mittels eines Verbraucherstroms umfasst, wobei die
Verbraucherstromleitung mit dem Verbraucher (4) elektrisch verbindbar ist.
3. Ladestecker (8) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der
Ladestecker (8) eine Sicherungsvorrichtung aufweist, die zum Steuern des
Verbraucherstroms und/oder Ladestroms ausgebildet ist.
4. Ladestecker (8) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die
Sicherungsvorrichtung eine Messeinrichtung, welche zum Messen des Ladestroms und/oder Verbraucherstroms ausgebildet ist, und/oder eine elektronische und/oder mechanische Schaltvorrichtung, welche zum Anschalten und/oder Abschalten des Ladestroms und/oder Verbrauchserstroms ausgebildet ist und/oder eine
Speichereinheit, welche zum Abspeichern von Messwerten, insbesondere
Stromstärken ausgebildet ist, umfasst.
5. Ladestecker (8) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein Grenzwertstrom vorgesehen ist, welcher die Summe aller Einzelströme ist, insbesondere die Summe aus dem Verbraucherstrom und dem Ladestrom ist, wobei die Messvorrichtung die Verbraucherstromleitung und/oder die Ladestromleitung mittels der
Schaltvorrichtung unterbricht, wenn der gemessene Strom größer als der
Grenzwertstrom ist.
6. Ladestecker (8) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem
gemessenen Strom, der größer als der Grenzwertstrom ist, zuerst die
Ladestromleitung mittels der Schaltvorrichtung unterbrochen wird.
7. Ladestecker (8) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem
gemessenen Strom, der größer als der Grenzwertstrom ist, zuerst die
Verbraucherstromleitung mittels der Schaltvorrichtung unterbrochen wird.
8. Ladestecker (8) nach mindestens einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch
gekennzeichnet, dass die Speichereinheit des Ladestecker (8) zum Abspeichern einer Grenzwertstromstärke des Grenzwertstroms ausgebildet ist.
9. Ladestecker (8) nach mindestens einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch
gekennzeichnet, dass der Grenzwertstrom größer als 30A, vorzugsweise größer als 48A ist.
10. Ladestecker (8) nach mindestens einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch
gekennzeichnet, dass die mechanische Schaltvorrichtung beim Einstecken des Verbrauchersteckers (11) in den Zusatzanschluss (10), insbesondere in die
Zusatzsteckdose (10) schaltbar ist, wobei beim Einstecken des Verbrauchersteckers (11) in den Zusatzanschluss (10), insbesondere in die Zusatzsteckdose (10) schaltbar ist die Ladestromleitung durch die mechanische Schaltvorrichtung unterbrochen wird.
11. Ladesystem für ein Kraftfahrzeug, dadurch gekennzeichnet, dass ein Ladestecker (8) nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 10 vorgesehen ist, wobei das
Ladesystem mindestens zwei Steckdosen (3, 6) und mindestens einen
Zusatzanschluss (10), insbesondere mindestens eine Zusatzsteckdose (10) umfasst.
12. Ladesystem für ein Kraftfahrzeug nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Steckdose (6) in einem Gebäude (1), insbesondere in einer Garage angeordnet ist.
13. Ladesystem für ein Kraftfahrzeug nach Anspruch 11 oder 12, dadurch
gekennzeichnet, dass mindestens eine Steckdose (6) in einer Ladesäule (5) angeordnet ist, wobei die Ladesäule (5) in dem Gebäude (1) angeordnet ist.
14. Ladesystem für ein Kraftfahrzeug nach mindestens einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Steckdose (3) im oder am
Kraftfahrzeug angeordnet ist, wobei die Steckdose (3) als Kraftfahrzeugsteckdose ausgebildet ist.
15. Ladesystem für ein Kraftfahrzeug nach mindestens einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass ein Ladekabel (7) den Ladestecker (8) und einen kraftfahrzeugseitigen Ladestecker (9) umfasst, welcher vorzugsweise in die Kraftfahrzeugsteckdose einsteckbar ist, wobei die Kraftfahrzeugsteckdose mit dem Energiespeicher elektrisch verbunden ist.
16. Ladesystem für ein Kraftfahrzeug nach mindestens einem der Ansprüche 11 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass der kraftfahrzeugseitige Ladestecker (9) mit einem kraftfahrzeugseitigen Zusatzanschluss , insbesondere einer Zusatzsteckdose zum Einstecken des Verbrauchersteckers (11) des Verbrauchers (4), insbesondere des Haushaltsgeräts versehen ist, wobei der Verbraucherstecker (11) die
Verbraucherstromleitung zum Betreiben des Verbrauchers mittels des
Verbraucherstroms umfasst, wobei die Verbraucherstromleitung mit dem
Verbraucher (4) elektrisch verbindbar ist.
17. Ladesystem für ein Kraftfahrzeug nach mindestens einem der Ansprüche 11 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Haushaltsgerät als Wäschetrockner und/oder als Waschmaschine ausgebildet ist.
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