DE102012023252A1

DE102012023252A1 - Leuchte mit Ladestation für Elektrofahrzeuge

Info

Publication number: DE102012023252A1
Application number: DE201210023252
Authority: DE
Inventors: Armin Bansbach; Udo Bansbach; Dieter Albert; Wido Bräuner; Peter Marx; Helmut Senkel
Original assignee: Selux AG
Current assignee: Selux De GmbH
Priority date: 2012-11-29
Filing date: 2012-11-29
Publication date: 2014-06-05
Anticipated expiration: 2032-11-30
Also published as: DE102012023252B4

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Leuchte mit einer Ladestation für Elektrofahrzeuge, wobei die Ladetechnik in einer den unteren Teil eines Leuchtenmastes umschließenden Ummantelung untergebracht ist, die zwei- oder mehrfach geteilt ist, um diese nachträglich um einen bestehenden Lichtmast herum zu montieren. Die Ummantelung kann kreisförmige, quadratische, polygonale oder auch beliebige Querschnittsformen annehmen.

Description

Die Erfindung betrifft eine Leuchte mit einer Ladestation für Elektrofahrzeuge, wobei die Ladetechnik in einer den unteren Teil eines Leuchtenmastes umschließenden Ummantelung untergebracht ist, die zwei- oder mehrfach geteilt ist, um diese nachträglich um einen bestehenden Lichtmast herum zu montieren. Die Ummantelung kann kreisförmige, quadratische, polygonale oder auch beliebige Querschnittsformen annehmen.
Technisches Gebiet
Ladestationen bilden ein wichtiges Bauelement der Ladeinfrastruktur für die Elektro-Mobilität.
In Berlin z. B. befinden sich etwa 190.000 elektrische Straßen-Laternen, in Deutschland sind es rd. 9 Millionen. Straßenleuchten und Parkplatzleuchten im öffentlichen, halböffentlichen und privaten Raum kann man erfindungsgemäß zusätzlich und kostengünstig mit Ladestationen für Elektrofahrzeuge ausrüsten, d. h., die Kombination von Leuchten mit Ladestationen bietet gerade in Innenstädten die Möglichkeit, dass Besitzer von Elektrofahrzeugen ohne eigene Garage bzw. eigenen Parkplatz in der Lage sind, an der „Laternengarage” die Fahrzeugbatterien aufzuladen.
Da die Laternen bereits stehen und mit Strom versorgt sind, gibt es kaum Probleme mit behördlichen Genehmigungen sowie Überladung der Straßenraums mit zusätzlichen Stadtmöbeln wie Ladesäulen, Energie-Parksäulen usw..
Auch für Carsharing-Flotten mit E-Fahrzeugen dürfte die Erfindung durch die Bereitstellung vieler Ladepunkte erhebliche Vorteile bieten.
Auch für andere Städte in Europa – wie auch weltweit – ist diese Lademöglichkeit sicher sehr interessant.
Stand der Technik
Bekannt sind Ladestationen für Elektrofahrzeuge, die im Straßenraum installiert und aufgestellt werden können. Diese kommen zu anderen Straßenmöbeln (z. B. Schildermaste, Ampelmaste, Leuchtenmaste) dazu, erfordern und verbauen normalerweise einen Teil des Straßenlands, erfordern hohe Investitions-Kosten, zusätzlichen Platzbedarf und generieren vermehrte Unübersichtlichkeit. Zum Laden verbindet der Fahrzeug-Nutzer sein Fahrzeug über ein Ladekabel mit der Ladestelle. Vier beispielhafte Anwendungen:
DE202010005543 und DE202011100062 beschreiben die Unterbringung einer Stromtankstelle in einem Leuchtenmast.
In EP000002192386 wird ein Verfahren zum ortsungebundenen Messen, Zählen und Abrechnen von elektrischem Strom geschildert.
Aus WO002010115926 ist ersichtlich, dass die Ladestation über einen speziellen Rammschutz verfügen kann, der über die Ladesäule gestülpt ist.
In WO002011006775 wird eine Methode zur Kommunikation und zum sicheren Anschluss eines Ladekabels und zu verschiedenen möglichen Datenübertragungsverfahren aufgezeigt.
EP0769218 stellt ein Verteilnetzwerk für eine Ladeinfrastruktur dar, das in den Ladestationen Maßnahmen für die Autorisierung und die Abrechnung mit Datenübertragung mittels Trägerfrequenzen über vorhandene Stromnetze Daten an im Netz des Betreibers befindliche Auswertungs-Computer überträgt.
Eine noch zu überwindende Schwierigkeit ist, dass zwar in der Mehrzahl der Fälle dasselbe Kupplungs-Stecker-System zur Anwendung kommt, jedoch die Schnittstellen der Datenaufnahme und deren Weitergabe sowie deren Auswertung nach unterschiedlichen Standards erfolgen.
Offenbarung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Leuchte mit einer Ladestation für Elektrofahrzeuge nach der im Hauptanspruch angegebenen Art.
Im Straßenraum sind Maste für Straßenleuchten aufgestellt, an denen aufgrund der Natur der Nutzung bereits eine Spannungsversorgung vorliegt, wie sie auch für die Aufladung von Batterien in Elektrofahrzeugen genutzt werden kann. Bei der noch relativ geringen Reichweite von Elektrofahrzeugen mit einer Aufladung ist es notwendig, diese auch außerhalb des häuslichen, auf eigenem Grundstück, oder betrieblichen Umfeldes nach- oder aufladen zu können. Da Straßenleuchten bereits stehen und mit Strom versorgt sind, gibt es wenig Schwierigkeiten mit behördlichen Genehmigungen sowie der Überfrachtung der Straßenraums mit zusätzlichen Stadtmöbeln wie Ladesäulen oder Energie-Parksäulen, deren zusätzliche Aufstellung so entbehrlich werden könnte. Die netzseitige Vor-Installation ist überwiegend bereits verfügbar, so dass es sich anbietet, diese durch geeignete Maßnahmen zu einer Vielzahl von Ladestationen zu erweitern, zumal dies ein relevantes Kriterium für die Anschaffung von Elektrofahrzeugen in der Bevölkerung ist, – die Ladestation beleuchtet sich selbst und bietet damit gleichzeitig Sicherheit und vermittelt Akzeptanz, da es Neues und Bewährtes auf sinnvolle Weise verbindet. Es bietet sich die Lösung einer zwei- oder mehrschalig ausgebildeten Ummantelung des Leuchtenmastes zum seitlichen Ansetzen an, welche als Nachrüstung um vorhandene Leuchtenmaste montiert werden kann, um Freiraum für die notwendige Ladetechnik anzubieten und die Statik der aufgestellten Maste nicht zu gefährden, sondern im Gegenteil sogar zu verstärken, die Oberflächen werden dabei nicht beschädigt und man vermeidet, das Material mechanisch bearbeiten zu müssen und die Gefahr, die statischen Eigenschaften durch andere Maßnahmen eventuell zu schwächen.
Die Sockelummantelung ist durch geteilte Manschetten an unterschiedliche Mastdurchmesser und Mastformen anpassbar. Die mechanischen Eigenschaften der vorhandenen Maste lassen sich zudem durch einen eingebauten Rammschutz aus Metall oder Beton und die Verwendung von geeigneten Materialien für die Außenhaut der Sockelverkleidung wie Metall oder Kunststoff verbessern. Die Anordnung ist robust und gegen Vandalismus sowie negative Wettereinflüsse geschützt. Die Systemsteckdose ist voll integriert und während des Ladevorgangs elektromechanisch gegen ein vorzeitiges Abziehen gesichert. Der Arbeitsablauf der Wartung wird durch eine große Zugangstür ermöglicht und die Zugänglichkeit zum Kabelanschlußkasten und sonstigen Betriebsgeräten der Leuchte nicht behindert. Falls keine ständige Versorgung der Leuchten mit Elektroenergie vorhanden ist, kann dies durch eine Nachrüstung der Stromversorgung ergänzt werden. Sowohl durch eine markante Form- und Oberflächengestaltung als auch durch Kennung mit Funktions-LEDs ist eine schnelle Auffindung der Ladestationen gewährleistet. Bei der möglichen großen Anzahl der Ladepunkte sind Maßnahmen zur Reservierung des Parkraumes in deren näherer Umgebung somit nicht mehr notwendig. Eine Ergänzung der Straßenraum-Infrastruktur ist durch Integration von Fahrradständern, Wasseranschluss, Steckdosen, Druckluftversorgung oder Parkplatzbewirtschaftungselektronik und dazugehörigen Bedieneinheiten vorgesehen.
Diese Aufgabe wird bei einer Einrichtung der eingangs erwähnten Art erfindungsgemäß mit den im Kennzeichen des Hauptanspruchs angegebenen Mitteln gelöst. Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist ein Schnitt durch eine Leuchte mit Elektroladestation für Elektrofahrzeuge.
2 ist eine Vorderansicht einer Leuchte mit Elektroladestation für Elektrofahrzeuge.
3 ist eine beispielhafte Darstellung einer zweischaligen Leuchtenmast-Ummantelung zur Bildung einer Leuchte mit Elektroladestation für Elektrofahrzeuge.
4 ist eine beispielhafte Darstellung einer mehrschaligen Leuchtenmast-Ummantelung zur Bildung einer Leuchte mit Elektroladestation für Elektrofahrzeuge.
5 ist eine beispielhafte Darstellung einer an einen Bündelpfeilermast angepassten mehrschaligen Leuchtenummantelung zur Bildung einer Leuchte mit Elektroladestation für Elektrofahrzeuge.
6 ist eine beispielhafte Darstellung eines Anschluss-Schemas für ein Elektrofahrzeug an einer Elektroladestation.
7 ist eine beispielhafte Darstellung einer Nutzung einer Leuchte mit Elektroladestation für Elektrofahrzeuge mit einem Fahrradständer als zusätzlichem Bauelement für die Straßenraum-Infrastruktur.
8 ist eine beispielhafte Darstellung einer Nutzung einer Leuchte mit Elektroladestation für Elektrofahrzeuge mit einem Parkraumbewirtschaftungssystem als zusätzlichem Bauelement für die Straßenraum-Infrastruktur.
9 ist eine beispielhafte Darstellung einer Nutzung einer Leuchte mit Elektroladestation für Elektrofahrzeuge mit einem Wasseranschluss und Steckdosen als zusätzlichen Bauelementen für die Straßenraum-Infrastruktur.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
In 1 und 2 ist eine auf einem Mast (11) befindliche auf dem Boden (101) stehende Leuchte (10) zu sehen, die mit einer formschlüssig angepassten Manschette (103) und Ummantelung (12) versehen ist, die einen Hohlraum mit Rammschutz (15) bildet und über eine Montageöffnung (16) und eine aufklappbaren Tür (13) in Gegenrichtung (18) zur Fahrtrichtung (19) eine Wartungsmöglichkeit bildet und einen autorisierten Zugang zur Ladesteckdose (14) freigeben kann, wobei die Funktion über LEDs (104) angezeigt wird und das Schnittstellen-Einsatzteil mit Leistungsschalter, Sicherung und Schutzschalter sowie anderen notwendigen elektronischen Baugruppen (17) geschützt untergebracht ist.
In 3 ist beispielhaft eine zweifach geteilte Ummantelung (12) mit Hohlraum (401) dargestellt.
In 4 ist beispielhaft eine mehrschalig geteilte Ummantelung (500) dargestellt.
5 zeigt als Seitenansicht und Draufsicht beispielhaft eine geteilte Ummantelung (500), die formschlüssig angepasst (501) um einen speziell geformten Mast (502) herumgeht und eine Zugangsmöglichkeit (503) beinhaltet.
6 stellt die Versorgung eines Fahrzeugs (30) mit einer Antenne (34) zur Datenübertragung über ein drahtloses Netz dar, worüber die Ladebuchse (33) mit Hilfe eines Ladekabels (31) mit einer Einheit zum ortsungebundenen Messen (32) in die Ladesteckdose (14) hinter dem elektromechanisch verriegelbaren Mechanismus in Form einer aufklappbaren Tür (13) eingesteckt wird.
7 stellt die Integration eines Ständers für Elektrozweiräder (54) in die den Mast (11) umgebende Ummantelung (12) dar, wobei das Ladekabel Zugang zum Ladesystem nach Öffnen des verriegelbarem Mechanismus in Form einer aufklappbaren Tür (13) findet und die Funktion über LEDs (104) angezeigt wird.
8 stellt die Integration eines Parkplatzbewirtschaftungssystems (64) in die den Mast (11) umgebende Sockelummantelung (12) dar, wobei das Ladekabel Zugang zum Ladesystem nach Öffnen des verriegelbaren Mechanismus in Form einer aufklappbaren Tür (13) findet.
9 stellt zusätzlich zur Ladetechnik einen Wasseranschluss (75) und Netz-Steckdosen (74) in die den Mast (11) umgebende Ummantelung (12) dar, wobei das Ladekabel Zugang zur Ladesystem-Steckdose (14) nach Öffnen des verriegelbaren Mechanismus (13) findet.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 202010005543 [0007]
DE 202011100062 [0007]
EP 000002192386 [0008]
WO 002010115926 [0009]
WO 002011006775 [0010]
EP 0769218 [0011]

Claims

Leuchte mit Elektroladestation für Elektrofahrzeuge, dadurch gekennzeichnet, dass die Ladetechnik in einer den unteren Teil des Leuchtenmastes umschließenden Ummantelung untergebracht werden kann, die zwei- oder mehrfach geteilt ist, um diese nachträglich um einen bestehenden Lichtmast herum zu montieren. Die Ummantelung kann kreisförmige, quadratische, polygonale oder auch beliebige Querschnittsformen annehmen.
Leuchte mit Elektroladestation für Elektrofahrzeuge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Energieversorgung der Leuchte und der Elektroladestation von einem gemeinsamen elektrischen Versorgungsnetz aus, das in dem Leuchtenmast endet, stattfindet.
Leuchte mit Elektroladestation für Elektrofahrzeuge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Energieversorgung der Leuchte und der Elektroladestation getrennt aus dem elektrischen Versorgungsnetz durch jeweils eine Leitung erfolgt und diese sich räumlich und mechanisch nicht behindern.
Leuchte mit Elektroladestation für Elektrofahrzeuge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ummantelung eine oder mehrere von außen zugängliche Öffnungen aufweist oder in seiner Teilungsebene axial geöffnet werden kann und zur Montage der Ladetechnik und zum Anschluss von externen Ladekabeln oder zum Einsetzen von Akkumulatoren von Elektrozweirädern dient.
Leuchte mit Elektroladestation für Elektrofahrzeuge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Anschlusselement zum Anschluss externer Ladekabel eine verschließbare Vorrichtung zur Abdeckung und Sicherung enthält.
Leuchte mit Elektroladestation für Elektrofahrzeuge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektroladestation eine elektromagnetische Nahfeld-Kommunikationseinheit, z. B. RFID-basiert, enthält, die dazu dient, damit sich der Tankkunde mittels einer Kundenkarte oder eines Smartphones an der Ladestation autorisiert und eine Vorrichtung zur Freigabe des Ladestroms aktiviert.
Leuchte mit Elektroladestation für Elektrofahrzeuge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die integrierte Ladetechnik mit einer Datenfernübertragung ausgestattet ist, die es erlaubt, die Abrechnung der beim Laden mit einem Wirkstromzähler gemessene Elektroenergie in kWh an eine zentrale Abrechnungsstelle zu übermitteln und dem Tankkunden in Rechnung zu stellen.
Leuchte mit Elektroladestation für Elektrofahrzeuge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ladetechnik mit mehrphasigem Wechselstrom (Drehstrom) gespeist wird und damit eine Schnell-Ladung ermöglicht.
Leuchte mit Elektroladestation für Elektrofahrzeuge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ladetechnik einphasigen bzw. mehrphasigen Wechselstrom in Gleichstrom umwandelt und damit eine Gleichstrom-Schnell-Ladung gestattet.
Leuchte mit Elektroladestation für Elektrofahrzeuge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ladetechnik einen Frequenzgenerator beinhaltet, der eine induktive Ladung mittels eines Transformators ermöglicht, dessen Primärwicklung in der Nähe der Leuchte mit Elektroladestation in der Parkfläche des Elektrofahrzeugs angeordnet ist.
Leuchte mit Elektroladestation für Elektrofahrzeuge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ladestation eine von außen zugängliche Systemsteckdose enthält, an der intelligente On-Board Metering-Ladekabel mit integrierter Mess- und Kommunikationstechnik angeschlossen werden können.
Leuchte mit Elektroladestation für Elektrofahrzeuge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich ein oder mehrere Ständer mit Steckdosen für die Aufladung von Elektrozweirädern vorhanden ist.
Leuchte mit Elektroladestation für Elektrofahrzeuge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich zur Ladetechnik ein Parkplatzbewirtschaftungssystem mit der dazugehörigen Elektronik integriert ist.
Leuchte mit Elektroladestation für Elektrofahrzeuge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich zur Ladetechnik Möglichkeiten für Wasseranschluss, Steckdosen und Druckluft integriert werden können.