DE102014211064A1 - Charging device for charging an energy storage device of a motor vehicle and associated method - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Ladevorrichtung (1) zum Laden eines elektrischen Energiespeichers eines Kraftfahrzeugs mit einer Verbindungseinrichtung (2) zum elektrischen Verbinden eines Stromnetzes mit dem elektrischen Energiespeicher und einer Kommunikationseinrichtung (3), die dazu ausgelegt ist, Ladedaten, welche das Laden des elektrischen Energiespeichers betreffen, zu erfassen und auszugeben, wobei die Kommunikationseinrichtung (3) einen Bildschirm (11) aufweist, die Kommunikationseinrichtung (3) dazu ausgelegt ist, eine Mehrzahl von Anzeigeelementen (12) bereitzustellen, welche jeweils einen Betriebszustand der Ladevorrichtung (1) beschreiben, und die Kommunikationseinrichtung (3) dazu ausgelegt ist, zumindest eines der Anzeigeelemente (12) in Abhängigkeit von den erfassten Ladedaten auf dem Bildschirm (11) anzuzeigen.The invention relates to a charging device (1) for charging an electrical energy store of a motor vehicle with a connection device (2) for electrically connecting a power network to the electrical energy store and a communication device (3) which is designed to charge data, which is the charging of the electrical energy store the communication device (3) has a screen (11), the communication device (3) is designed to provide a plurality of display elements (12) each describing an operating state of the charging device (1), and the communication device (3) is designed to display at least one of the display elements (12) in dependence on the recorded charge data on the screen (11).
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Ladevorrichtung zum Laden eines elektrischen Energiespeichers eines Kraftfahrzeugs mit einer Verbindungseinrichtung zum elektrischen Verbinden eines Stromnetzes mit dem elektrischen Energiespeicher und einer Kommunikationseinrichtung, die dazu ausgelegt ist, Ladedaten, welche das Laden des elektrischen Energiespeichers betreffen, zu erfassen und auszugeben. Die Erfindung betrifft außerdem ein Verfahren zum Betreiben einer Ladevorrichtung für einen elektrischen Energiespeicher eines Kraftfahrzeugs. The present invention relates to a charging device for charging an electrical energy storage device of a motor vehicle with a connection device for electrically connecting a power network to the electrical energy storage device and a communication device which is designed to record and output charge data relating to the charging of the electrical energy storage device. The invention also relates to a method for operating a charging device for an electrical energy store of a motor vehicle.
Ladevorrichtungen können beispielsweise als Ladestation, Wallbox oder Ladekabel ausgebildet sein. Diese Ladevorrichtungen umfassen eine Verbindungseinrichtung, mit der eine elektrische Verbindung zwischen einem Stromnetz, beispielsweise einem Hausanschluss, und dem elektrischen Energiespeicher, insbesondere einer Batterie, des Kraftfahrzeugs hergestellt werden kann. Chargers can be designed for example as a charging station, wallbox or charging cable. These charging devices comprise a connecting device, with which an electrical connection between a power grid, for example a house connection, and the electrical energy storage, in particular a battery, of the motor vehicle can be produced.
Des Weiteren sind sogenannte Mode 2-Ladekabel bekannt, die eine Kommunikationseinrichtung aufweisen. Mit einer derartigen Kommunikationseinrichtung können Ladedaten, die das Laden des elektrischen Energiespeichers bzw. den Ladevorgang beschreiben, erfasst werden. Eine solche Kommunikationseinrichtung umfasst beispielsweise mehrere Leuchtelemente, die in unterschiedlichen Farben leuchten oder blinken können. Um den aktuellen Betriebszustand der Ladevorrichtung anhand dieser Leuchtelemente ermitteln zu können, kann es notwendig sein, dass der Benutzer eine entsprechende Bedienungsanleitung heranziehen muss. Furthermore, so-called
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Lösung aufzuzeigen, wie eine Ladevorrichtung der eingangs genannten Art einfacherer und sicherer betrieben werden kann. It is an object of the present invention to provide a solution as a charging device of the type mentioned can be operated easier and safer.
Diese Aufgabe wird durch eine Ladevorrichtung sowie durch ein Verfahren mit den Merkmalen der jeweils unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche. This object is achieved by a charging device and by a method having the features of the respective independent patent claims. Advantageous developments of the present invention are the subject of the dependent claims.
Die erfindungsgemäße Ladevorrichtung zum Laden eines elektrischen Energiespeichers eines Kraftfahrzeugs umfasst eine Verbindungseinrichtung zum elektrischen Verbinden eines Stromnetzes mit dem elektrischen Energiespeicher und eine Kommunikationseinrichtung, die dazu ausgelegt ist, Ladedaten, welche das Laden des elektrischen Energiespeichers betreffen, zu erfassen und auszugeben, wobei die Kommunikationseinrichtung einen Bildschirm aufweist, die Kommunikationseinrichtung dazu ausgelegt ist, eine Mehrzahl von Anzeigeelementen bereitzustellen, welche jeweils einen Betriebszustand der Ladevorrichtung beschreiben und die Kommunikationseinrichtung dazu ausgelegt ist, zumindest eines der Anzeigeelemente in Abhängigkeit von den erfassten Ladedaten auf dem Bildschirm anzuzeigen. The charging device according to the invention for charging an electrical energy storage device of a motor vehicle comprises a connection device for electrically connecting a power network to the electrical energy storage and a communication device which is adapted to charge data representing the charging of the electrical energy storage device and output, the communication device a Screen, the communication device is adapted to provide a plurality of display elements, each describing an operating state of the charging device and the communication device is adapted to display at least one of the display elements in response to the detected charge data on the screen.
Erfindungsgemäß wird also eine Ladevorrichtung bereitgestellt, die einen Bildschirm aufweist. Der Bildschirm wird auch als Display bezeichnet. Die Ladevorrichtung kann auch als Electric Vehicle Supply Equipment (EVSE) bezeichnet werden. Die Ladevorrichtung kann beispielsweise als Ladekabel oder als Wallbox ausgebildet sein. Der Bildschirm kann insbesondere eine Mehrzahl von Bildpunkten bzw. Pixel umfassen, die beispielsweise in zwei zueinander senkrechten Erstreckungsrichtungen nebeneinander angeordnet sind. Insbesondere können die einzelnen Bildpunkte bzw. Pixel separat angesteuert werden. According to the invention, therefore, a charging device is provided which has a screen. The screen is also called a display. The charging device may also be referred to as Electric Vehicle Supply Equipment (EVSE). The charging device can be designed, for example, as a charging cable or wallbox. In particular, the screen may comprise a plurality of pixels or pixels which are arranged next to one another, for example, in two mutually perpendicular extension directions. In particular, the individual pixels or pixels can be controlled separately.
In der Kommunikationseinrichtung, beispielsweise in einer Speichereinheit der Kommunikationseinrichtung, ist eine Mehrzahl von Anzeigeelementen gespeichert. Die Anzeigeelemente können beispielsweise entsprechende Symbole sein, die jeweils einen aktuellen Betriebszustand der Ladevorrichtung beschreiben. Mit der Kommunikationseinrichtung können nun die Ladedaten erfasst werden, die den Ladevorgang des elektrischen Energiespeichers beschreiben. Anhand der erfassten Ladedaten kann eines oder mehrere der Anzeigeelemente auf dem Bildschirm angezeigt werden. Alternativ oder zusätzlich zu den Symbolen kann ein entsprechender Text angezeigt werden. Somit wird der Bediener bzw. der Endkunde schnell über den aktuellen Betriebszustand der Ladevorrichtung informiert. In the communication device, for example in a memory unit of the communication device, a plurality of display elements is stored. The display elements may be, for example, corresponding symbols, each describing a current operating state of the charging device. With the communication device, the charge data can now be detected, which describe the charging process of the electrical energy storage. On the basis of the recorded charge data one or more of the display elements can be displayed on the screen. Alternatively or in addition to the symbols, a corresponding text can be displayed. Thus, the operator or the end customer is informed quickly about the current operating state of the charging device.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Bildschirm als berührungsempfindlicher Bildschirm ausgebildet, der zusätzlich dazu ausgelegt ist, eine Bedieneingabe zu erfassen. Der berührungsempfindliche Bildschirm wird auch als Touchscreen bezeichnet. Somit wird es dem Bediener ermöglicht, auf einfache Weise Bedienhandlungen vorzunehmen. Beispielsweise kann eine Bedienung durch eine Berührung des Bildschirms mit mindestens einem Finger und/oder durch eine Wischbewegung, die mit mindestens einem Finger auf der Oberfläche des Bildschirms ausgeführt wird, durchgeführt werden. In a preferred embodiment, the screen is designed as a touch-sensitive screen, which is additionally designed to detect an operator input. The touch-sensitive screen is also referred to as a touch screen. Thus, it is possible for the operator to perform operations in a simple manner. For example, an operation may be performed by touching the screen with at least one finger and / or by a swipe movement performed with at least one finger on the surface of the screen.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist die Kommunikationseinrichtung dazu ausgelegt, in Abhängigkeit von der erfassten Bedieneingabe ein Steuersignal zum Steuern des Ladens des elektrischen Energiespeichers auszugeben. Beispielsweise kann der Ladevorgang durch die Bedieneingabe gestartet werden. Weiterhin ist es denkbar, dass der Ladestrom in Folge der Bedieneingabe eingestellt werden kann. Somit kann eine einfache und intuitive Bedienung der Ladevorrichtung ermöglicht werden. In a further advantageous embodiment, the communication device is designed to output a control signal for controlling the charging of the electrical energy store as a function of the detected operating input. For example, the charging process can be started by the operator input. Furthermore, it is conceivable that the charging current can be adjusted as a result of the operator input. Thus, a simple and intuitive operation of the charging device can be made possible.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist die Kommunikationseinrichtung dazu ausgelegt, das Laden des elektrischen Energiespeichers zu einem vorbestimmten Zeitpunkt zu starten. Mit anderen Worten kann somit eine Zeitschaltuhr bzw. ein Timer realisiert werden. Auf diese Weise kann von dem Bediener der Zeitpunkt, ab dem der Ladevorgang gestartet werden soll, eingestellt werden. In a further advantageous embodiment, the communication device is designed to start the charging of the electrical energy store at a predetermined time. In other words, a timer or a timer can thus be realized. In this way, the operator can set the time from which the charging should be started.
Bevorzugt ist die Kommunikationseinrichtung dazu ausgelegt, zumindest ein Hilfsanzeigeelement zum Unterstützen einer Bedienperson beim Bedienen der Ladevorrichtung auf dem Bildschirm anzuzeigen. Zusätzlich zu den Anzeigeelementen können auf dem Bildschirm Hilfsanzeigeelemente dargestellt werden. Diese Hilfsanzeigeelemente können den Bediener bei der Bedienung der Ladevorrichtung unterstützen. Beispielsweise kann somit eine digitale Bedienungsanleitung bereitgestellt werden, die auf dem Bildschirm angezeigt wird. Preferably, the communication device is adapted to display at least one auxiliary display element for assisting an operator in operating the loading device on the screen. In addition to the display elements, auxiliary display elements can be displayed on the screen. These auxiliary display elements can assist the operator in operating the loading device. For example, a digital user manual may thus be provided which is displayed on the screen.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist die Kommunikationseinrichtung dazu ausgelegt, die Ladedaten an ein externes Kommunikationsgerät, insbesondere an ein mobiles externes Kommunikationsgerät, zu senden. Das externe Kommunikationsgerät ist insbesondere räumlich getrennt von der Kommunikationseinrichtung angeordnet. Das externe Kommunikationsgerät kann beispielsweise ein Rechner, ein Tablet, ein Smartphone oder ein Mobiltelefon des Bedieners sein. Die Kommunikationseinrichtung kann eine entsprechende Nachricht, beispielsweise eine SMS oder eine E-Mail, an das externe Kommunikationsgerät senden. Somit kann der Bediener über den Ladevorgang informiert werden. In a further advantageous embodiment, the communication device is designed to send the charge data to an external communication device, in particular to a mobile external communication device. The external communication device is arranged in particular spatially separated from the communication device. The external communication device may be, for example, a computer, a tablet, a smartphone or a mobile phone of the operator. The communication device can send a corresponding message, for example an SMS or an e-mail, to the external communication device. Thus, the operator can be informed about the charging process.
Bevorzugt ist die Kommunikationseinrichtung dazu ausgelegt, Kraftfahrzeugsbetriebsdaten von dem Kraftfahrzeug zu empfangen und auf dem Bildschirm anzuzeigen. Die Kraftfahrzeugbetriebsdaten können beispielsweise einen aktuellen Zustand des elektrischen Energiespeichers des Kraftfahrzeugs beschreiben. Diese können von dem Kraftfahrzeug an die Kommunikationseinrichtung der Ladevorrichtung übertragen werden. Somit kann auf dem Bildschirm der Ladevorrichtung der aktuelle Ladezustand der Batterie angezeigt werden. The communication device is preferably designed to receive motor vehicle operating data from the motor vehicle and to display it on the screen. The motor vehicle operating data can describe, for example, a current state of the electrical energy store of the motor vehicle. These can be transmitted from the motor vehicle to the communication device of the charging device. Thus, the current state of charge of the battery can be displayed on the screen of the charging device.
Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn die Kommunikationseinrichtung dazu ausgelegt ist, einen Betriebszustand einer Fehlerstromschutzeinrichtung der Ladevorrichtung zu erfassen und auf dem Bildschirm anzuzeigen. Somit kann zuverlässig angezeigt werden, ob aktuell ein Fehlerstrom vorliegt oder ein Fehlerstrom vorlag, der mit der Fehlerstromschutzeinrichtung der Ladevorrichtung erfasst wird bzw. wurde. Alternativ oder zusätzlich können eine Anzahl von Auslösungen einer Fehlerstromschutzeinrichtung angezeigt werden. Furthermore, it is advantageous if the communication device is designed to detect an operating state of a residual current device of the charging device and display it on the screen. Thus it can be reliably displayed whether there is currently a fault current or a fault current was present, which is detected with the fault current protection device of the charging device or was. Alternatively or additionally, a number of trips of a residual current device may be displayed.
In einer weiteren Ausgestaltung ist die Kommunikationseinrichtung dazu ausgelegt, als die Ladedaten einen aktuellen Ladestrom und/oder einen maximalen Ladestrom zu erfassen und auf dem Bildschirm anzuzeigen. Auf diese Weise kann der Bediener über den aktuellen bzw. den maximalen Ladestrom informiert werden. Dabei ist es auch denkbar, dass eine Energieaufnahme für den aktuellen Ladevorgang oder eine Energieaufnahme, die über alle Ladevorgänge gemittelt ist, angezeigt wird. In a further refinement, the communication device is designed to record, as the charge data, a current charge current and / or a maximum charge current and to display it on the screen. In this way, the operator can be informed about the current or the maximum charging current. It is also conceivable that an energy intake for the current charging process or an energy consumption, which is averaged over all charging processes, is displayed.
Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn die Kommunikationseinrichtung dazu ausgelegt ist, als die Ladedaten eine aktuelle Temperatur der Verbindungsvorrichtung zu erfassen und auf dem Bildschirm anzuzeigen. Somit kann beispielsweise eine entsprechende Ausgabe erfolgen, falls das Ladekabel überhitzt ist. Ebenso kann ein entsprechender Hinweis ausgegeben werden, durch den eine Überhitzung der Ladevorrichtung bzw. des Ladekabels unterbunden werden kann. Furthermore, it is advantageous if the communication device is designed to record as the charge data a current temperature of the connection device and display it on the screen. Thus, for example, a corresponding output can be made if the charging cable is overheated. Likewise, a corresponding message can be issued, can be prevented by the overheating of the charging device or the charging cable.
Bevorzugt weist die Ladevorrichtung eine Schutzeinheit zum Schützen des Bildschirms auf. Beispielsweise kann ein Gehäuse der Kommunikationseinrichtung derart gestaltet sein, dass das Display bzw. der Bildschirm vor mechanischer Beschädigung geschützt werden kann. The charging device preferably has a protective unit for protecting the screen. For example, a housing of the communication device can be designed such that the display or the screen can be protected against mechanical damage.
Um insbesondere den Betrieb einer als Ladekabel ausgebildeten Ladevorrichtung zu vereinfachen, wird nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung vorgeschlagen, dass die Ladevorrichtung als Ladekabel und die Verbindungseinrichtung als Kabel ausgestaltet ist, und dass in die Verbindungseinrichtung eine Steuer- und Schutzeinrichtung integriert ist, wobei die in die Verbindungseinrichtung integrierte Steuer- und Schutzeinrichtung die Kommunikationseinrichtung aufweist. In order to simplify in particular the operation of a charging device designed as a charging device, it is proposed according to a further advantageous embodiment of the invention that the charging device is designed as a charging cable and the connecting device as a cable, and that in the connecting device, a control and protection device is integrated, wherein the in the connecting device integrated control and protection device has the communication device.
Das erfindungsgemäße Verfahren dient zum Betreiben einer Ladevorrichtung eines elektrischen Energiespeichers eines Kraftfahrzeugs, wobei die Ladevorrichtung eine Verbindungsvorrichtung zum elektrischen Verbinden eines Stromnetzes mit dem elektrischen Energiespeicher und eine Kommunikationseinrichtung aufweist, umfasst das Erfassen und Ausgeben von Ladedaten, die das Laden des elektrischen Energiespeichers betreffen, mit der Kommunikationseinrichtung, das Bereitstellen einer Mehrzahl von Anzeigeelementen, welche jeweils einen Betriebszustand der Ladevorrichtung beschreiben, mit der Kommunikationseinrichtung und das Anzeigen zumindest eines der Anzeigeelemente auf einem Bildschirm der Kommunikationseinrichtung in Abhängigkeit von den erfassten Ladedaten. The method according to the invention serves to operate a charging device of an electrical energy store of a motor vehicle, wherein the charging device has a connecting device for electrically connecting a power network to the electrical energy store and a communication device, comprises acquiring and outputting charging data relating to the charging of the electrical energy store the communication device, providing a plurality of display elements, each describing an operating state of the charging device with the communication device and displaying at least one of the display elements on a screen of the communication device in dependence on the detected charge data.
Die mit Bezug auf die erfindungsgemäße Ladevorrichtung vorgestellten bevorzugten Ausführungsformen und deren Vorteile gelten entsprechend für das erfindungsgemäße Verfahren. The preferred embodiments presented with reference to the loading device according to the invention Embodiments and their advantages apply correspondingly to the method according to the invention.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, den Figuren und der Figurenbeschreibung. Alle vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweiligen angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder aber in Alleinstellung verwendbar. Further features of the invention will become apparent from the claims, the figures and the description of the figures. All the features and feature combinations mentioned above in the description as well as the features and feature combinations mentioned below in the description of the figures and / or shown alone in the figures can be used not only in the respective specified combination but also in other combinations or alone.
Die Erfindung wird nun anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. The invention will now be described with reference to a preferred embodiment and with reference to the accompanying drawings.
Dabei zeigen: Showing:
Zum Anzeigen der Ladedaten umfasst die Kommunikationseinrichtung
Darüber hinaus umfasst die Kommunikationseinrichtung
Die erfindungsgemäße Ladevorrichtung ist als fahrzeugexterne Ladehilfe ausgestaltet. Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist die Ladevorrichtung als portables Ladekabel, auch Mode 2-Ladekabel genannt, ausgestaltet, also als Ladekabel mit einer in das Kabel integrierten Steuer- und Schutzeinrichtung. Die in das Kabel integrierte Steuer- und Schutzeinrichtung wird auch In-Cable Control and Protection Device (IC-CPD) genannt. Dabei weist die in das Kabel integrierte Steuer- und Schutzeinrichtung die Kommunikationseinrichtung
Alternativ dazu kann die Ladevorrichtung auch als ein stationär im Parkbereich eines Elektrofahrzeugs zu montierender Anschlusskasten für ein Ladekabel ausgestaltet sein, also als eine sogenannte Wallbox, z. B. in einer Garage oder einem Carport. Alternatively, the charging device can also be configured as a terminal box for a charging cable to be mounted stationarily in the parking area of an electric vehicle, that is to say as a so-called wall box, eg a wall box. B. in a garage or a carport.
Ein Endkunde, ein Bediener, der ein übliches Ladekabel oder eine übliche Wallbox nach dem Stand der Technik benutzt, hat üblicherweise keine Informationen über den Ladevorgang bzw. „Tankvorgang“. Beispielsweise hat der Endkunde bzw. Bediener keine Information über die tatsächlichen Kosten, die Ladezeit, den Ladezustand, einen Zustand des Ladekabels oder aufgetretene Fehler. An end customer, an operator using a conventional charging cable or a conventional wallbox according to the prior art, usually has no information about the charging or "refueling". For example, the end customer or operator has no information about the actual cost, the charging time, the state of charge, a state of the charging cable or errors occurred.
Darüber hinaus umfasst die Kommunikationseinrichtung
Ferner umfasst die Kommunikationseinrichtung
Zum Anzeigen der Ladedaten umfasst die Kommunikationseinrichtung
Der Bildschirm
Dadurch, dass die Kommunikationseinrichtung
Darüber hinaus können entsprechende Statusanzeigen der Ladevorrichtung
Weiterhin kann die Kommunikationseinrichtung
Auf dem Bildschirm
Die Kommunikationseinrichtung
Darüber hinaus können Daten, die über die Übertragungseinheit
Weiterhin ist es denkbar, dass in einer Speichereinheit der Kommunikationseinrichtung
Darüber hinaus ist es denkbar, dass die Kommunikationseinrichtung
Durch eine entsprechende Gestaltung eines Gehäuses der Kommunikationseinrichtung
Zusammengefasst betrifft die Erfindung eine Ladevorrichtung
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Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature
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