TÄUBERT UWE (DE)
SCHÜLER HELMUT (DE)
WO2018104965A1 | 2018-06-14 |
DE102016103480A1 | 2017-08-31 | |||
CN108649666A | 2018-10-12 | |||
DE102010040388A1 | 2012-03-08 | |||
CN208422993U | 2019-01-22 | |||
CN108649666A | 2018-10-12 |
Patentansprüche: 1. Ladefach (1 ), aufweisend ein Gehäuse (1 1 ) mit einem Aufnahmebereich (12), der ausgebildet ist, einen tragbaren, mobilen Energiespeicher aufzunehmen, eine Gehäuse-Abdeckung (13) mit einer Verriegelungseinrichtung (16), einen Kontaktblock (17), der ausgebildet ist, eine elektrische Verbindung zwischen einem sich in dem Aufnahmebereich (12) befindenden Energiespeicher und einer zum Laden und/oder Entladen ausgebildeten Ladeeinheit (14) bereitzustellen, und eine Sicherheitseinrichtung (15) mit einem Sensor, der ausgebildet ist, im Ladefach (1 ) eine Zündung einer zündfähigen Komponente und/oder eine Ausbreitung eines gesundheitsschädlichen Stoffs zu sensieren, dadurch gekennzeichnet, dass die Ladeeinheit (14) ausgebildet und eingerichtet ist, einen spezifischen Ladestrom und/oder eine spezifische Ladeanschlussspannung in Abhängigkeit von Eigenschaften des sich in dem Aufnahmebereich befindenden Energiespeichers bereitzustellen, wobei die Ladeeinheit (14) die Eigenschaften aus einem Batterie-Management-System des Energiespeichers ausliest. 2. Trägersystem (2), aufweisend mindestens ein Ladefach (1 ), aufweisend ein Gehäuse (11 ) mit einem Aufnahmebereich (12), der ausgebildet ist, einen tragbaren, mobilen Energiespeicher aufzunehmen, eine Abdeckung (13) mit einer Verriegelungseinrichtung (16), und einem Kontaktblock (17), der ausgebildet ist, eine elektrische Verbindung zwischen einem sich in dem Aufnahmebereich (12) befindenden Energiespeicher und einer dem jeweiligen Kontaktblock (17) zugeordneten Ladeeinheit (14) bereitzustellen, die dem jeweiligen Kontaktblock (17) zugeordnete Ladeeinheit (14), die ausgebildet ist, den Energiespeicher zu laden und/oder zu entladen, wenn der elektrische Energiespeicher sich in dem Aufnahmebereich (12) befindet und mit der Ladeeinheit (14) elektrisch verbunden ist, mindestens eine Aufnahme für jeweils ein Ladefach (1 ), eine Aufnahmeeinheit für die dem jeweiligen Kontaktblock (17) zugeordnete Ladeeinheit (14), einen Energieversorgungsanschluss (23) für die dem jeweiligen Kontaktblock (17) zugeordnete Ladeeinheit (14), eine Sicherheitseinrichtung (15) mit einem Sensor, der ausgebildet ist, im Trägersystem eine Zündung einer zündfähigen Komponente und/oder eine Ausbreitung eines gesundheitsschädlichen Stoffs zu sensieren, dadurch gekennzeichnet, dass die Ladeeinheit (14) ausgebildet und eingerichtet ist, einen spezifischen Ladestrom und/oder eine spezifische Ladeanschlussspannung in Abhängigkeit von Eigenschaften des sich in dem Aufnahmebereich (12) befindenden Energiespeichers bereitzustellen, wobei die Ladeeinheit (14) die Eigenschaften aus einem Batterie-Management-System des Energiespeichers ausliest. 3. Ladefach (1 ) nach Anspruch 1 oder Trägersystem (2) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Ladeeinheit (14) eine Steuer- und Regeleinrichtung (18) zum Laden und/oder Entladen des Energiespeichers aufweist und dass der Kontaktblock (17) einen Kommunikationskanal (19) zwischen dem im Aufnahmebereich (12) angeordneten Energiespeicher und der Steuer- und Regeleinrichtung (18) auf weist. 4. Ladefach (1 ) nach Anspruch 1 oder 3 oder Trägersystem (2) nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Ladeeinheit (14) derart ausgebildet ist, aus dem Batterie-Management-System des Energiespeichers auszulesenden Eigenschaften des Energiespeichers auszuwählen aus der Gruppe mit: • Ladezustand einzelner Batteriezellen des Energiespeichers und/oder Ladezustand von aus Batteriezellen gebildeten Batterie-Stacks des Energiespeichers und/oder Ladezustand des gesamten Energiespeichers; • Balancing-Zustand einzelner Batteriezellen und/oder Balancing- Zustand von aus Batteriezellen gebildeten Batterie-Stacks des Energiespeichers; • Ladehistorie des Energiespeichers in Form einer Anzahl durchlaufener Ladezyklen und/oder in Form des SOH - State of Health des Energiespeichers - als Maß der Ladekapazität im Verhältnis zu den bereits vollständig durchlaufenen Ladezyklen; • aktueller Temperatur der Energiespeichers und/oder aktueller Temperatur der Batterie-Stacks oder aktueller Temperatur der Batteriezellen; • Temperaturhistorie des Energiespeichers und /oder Temperaturhistorie der Batterie-Stacks oder Temperaturhistorie der Batteriezellen und • Fehlerhistorie des Energiespeichers und/oder Fehlerhistorie der Batterie-Stacks und/oder Fehlerhistorie der Batteriezellen. 5. Ladefach (1 ) nach Anspruch 1 , 3 oder 4 oder Trägersystem (2) nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Sicherheitseinrichtung weiterhin ein Löscheinrichtung (120) aufweist, die ausgebildet ist, ein Löschmittel freizugeben, wenn der Sensor der Sicherheitseinrichtung (15) die Zündung der zündfähigen Komponente sensiert. 6. Ladefach (1 ) nach Anspruch 5 oder Trägersystem (2) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Sicherheitseinrichtung (15) weiterhinein Überdruckventil (152) aufweist, um ein Bersten des Ladefachs (1 ) oder der Ladefächer (1 ) im Havariefall eines Energiespeichers auszuschließen. 7. Ladefach (1 ) nach einem der Ansprüche 1 oder 3 bis 6 oder Trägersystem (2) nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Sicherheitseinrichtung (15) weiterhin eine Kühl- und/oder Heizeinrichtung (153) aufweist, mit der das Ladefach (1 ) oder die Ladefächer (1 ) temperierbar sind. 8. Ladefach (1 ) nach einem der Ansprüche 1 oder 3 bis 7 oder Trägersystem (2) nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Sicherheitseinrichtung (15) Temperatursensoren zur Überwachung des Ladefaches (1 ) oder der Ladefächer (1 ) aufweist. 9. Ladefach (1 ) nach einem der Ansprüche 1 oder 3 bis 8 oder Trägersystem (2) nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Ladeeinheit (14) ausgebildet ist, den im Aufnahmebereich angeordneten Energiespeicher drahtlos zu laden und/oder zu entladen. 10. Trägersystem (2) nach einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass am Energieversorgungsanschluss (23) ein oder mehrerer Solarmodule (24) als Energiequelle angeschlossen sind. |
Die Erfindung betn ' fft ein Ladefach und ein Trägersystem.
Insbesondere betn ' fft die Erfindung ein Ladefach, das ein Gehäuse mit einem Aufnahmebereich aufweist, der ausgebildet ist, einen tragbaren, mobilen Energiespeicher aufzunehmen. Das Ladefach weist weiterhin eine Gehäuse- Abdeckung mit einer Verriegelungseinrichtung und einen Kontaktblock auf, der ausgebildet ist, eine elektrische Verbindung zwischen einem sich in dem Aufnahmebereich befindenden Energiespeicher und einer zum Laden und/oder Entladen ausgebildeten Ladeeinheit bereitzustellen. Weiterhin ist das Ladefach mit einer Sicherheitseinrichtung mit einem Sensor ausgestattet, der
ausgebildet ist, im Ladefach eine Zündung einer zündfähigen Komponente und/oder eine Ausbreitung eines gesundheitsschädlichen Stoffs zu sensieren.
Ein solches Ladefach ist beispielsweise aus der CN208422993U bekannt.
Weiterhin betrifft die Erfindung ein Trägersystem, das aus einer Mehrzahl derartiger Ladefächer aufgebaut ist. Jedem Kontaktblock eines Ladefaches ist eine Ladeeinheit zugeordnet, die ausgebildet ist, den Energiespeicher zu laden, wenn der elektrische Energiespeicher sich in dem Aufnahmebereich befindet und mit der Ladeeinheit elektrisch verbunden ist. Das Trägersystem hat mindestens eine Aufnahme für jeweils ein Ladefach, eine Aufnahmeeinheit für die Ladeeinheit und einen Energieversorgungsanschluss für die Ladeeinheit. Ein derartiges Trägersystem mit einer Mehrzahl solcher Ladefächer ist aus der CN108649666A bekannt.
Dieses aus dem Stand der Technik bekannte Ladefach und das bekannte
Trägersystem beschreiben vielfältige Maßnahmen zum Gefahrenmanagement eines unerwünschten explosionsartigen Brandes eines elektrischen
Energiespeichers. Das Gefahrenmanagement setzt jedoch erst dann ein, wenn die Havarie beginnt. Vielmehr muss neben diesem Gefahrenmanagement die Bestrebung dahin gehen, dass die gefährliche Situation des mitunter explosionsartigen Brandes eines elektrischen Energiespeichers nachhaltig und weitestgehend vermieden wird.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, ein Ladefach und ein
Trägersystem bereitzustellen, die neben dem Gefahrenmanagement des Brandes eines elektrischen Energiespeichers das Heranziehen einer solchen Gefahrensituation weitestgehend vermeidet.
Diese Aufgabe wird durch ein Ladefach mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1 und einem Trägersystem mit den Merkmalen gemäß Anspruch 2 gelöst.
Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben.
Der tragbare, mobile Energiespeicher wird nachstehend der Einfachheit halber als Energiespeicher bezeichnet. Im Folgenden ist davon die Rede, dass ein Energiespeicher im Aufnahmebereich angeordnet ist. Dieser im
Aufnahmebereich angeordnete Energiespeicher ist nicht Teil des Ladefachs und nicht Teil des Trägersystems.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Ladeeinheit des Ladefaches ausgebildet und eingerichtet ist, einen spezifischen Ladestrom und/oder eine spezifische Ladeanschlussspannung in Abhängigkeit von Eigenschaften des sich in dem Aufnahmebereich befindenden Energiespeichers bereitzustellen, wobei die Ladeeinheit die Eigenschaften aus einem Batteriemanagement-System des Energiespeichers ausliest.
Moderne elektrische Energiespeicher sind mit einem darin verbauten Batterie- Management-System ausgestattet. Dieses kurz auch als BMS bezeichnete Bauteil bietet eine Vielzahl von Funktionen. Eine wesentliche Funktion besteht darin, als Gedächtnis des Energiespeichers über dessen Lebensdauer zu dienen. In diesem Gedächtnis ist eine Vielzahl von Informationen in Form
unterschiedlicher Parameter abgelegt und können von extern ausgelesen werden. Abhängig von der über das BMS auslesbaren Vorgeschichte des
Energiespeichers und abhängig von aktuellen Umgebungsparametern kann unter Berücksichtigung betriebswirtschaftlicher Überlegungen eine informierte Entscheidung darüber getroffen werden, mit welcher zeitlich wie
ausgestalteten Strom-Spannungskennline der Energiespeicher zu laden oder zu entladen ist. Auf diese Weise wird die Wahrscheinlichkeit einer durch einen Ladevorgang ausgelösten Havarie-Situation deutlich reduziert. Grundlage dafür bilden Erfahrungswerte, die sich aufgrund der wachsenden Datenlage immer weiter vervollkommnen lassen. Die Informationen aus dem BMS des
Energiespeichers können auch zu der Entscheidung führen, dass der eingelegte Energiespeicher aus Sicherheitsgründen gar nicht geladen wird, sondern vom Servicepersonal aus dem Verkehr gezogen wird, bevor dieser im Gebrauch zu einem Sicherheitsrisiko wird.
Weiterhin betrifft die Erfindung ein Trägersystem, aufweisend
mindestens ein Ladefach, aufweisend ein Gehäuse mit einem
Aufnahmebereich, der ausgebildet ist, einen tragbaren, mobilen
Energiespeicher aufzunehmen, eine Abdeckung mit einer
Verriegelungseinrichtung, und einem Kontaktblock, der ausgebildet ist, eine elektrische Verbindung zwischen einem sich in dem
Aufnahmebereich befindenden Energiespeicher und einer dem jeweiligen Kontaktblock zugeordneten Ladeeinheit bereitzustellen,
die dem jeweiligen Kontaktblock zugeordnete Ladeeinheit, die ausgebildet ist, den Energiespeicher zu laden und/oder zu entladen, wenn der elektrische Energiespeicher sich in dem Aufnahmebereich befindet und mit der Ladeeinheit elektrisch verbunden ist,
mindestens eine Aufnahme für jeweils ein Ladefach,
eine Aufnahmeeinheit für die dem jeweiligen Kontaktblock zugeordnete Ladeeinheit,
einen Energieversorgungsanschluss für die dem jeweiligen Kontaktblock zugeordnete Ladeeinheit,
eine Sicherheitseinrichtung mit einem Sensor, der ausgebildet ist, im Trägersystem eine Zündung einer zündfähigen Komponente und/oder eine Ausbreitung eines gesundheitsschädlichen Stoffs zu sensieren, wobei die Ladeeinheit ausgebildet und eingerichtet ist, einen spezifischen Ladestrom und/oder eine spezifische
Ladeanschlussspannung in Abhängigkeit von Eigenschaften des sich in dem Aufnahmebereich befindenden Energiespeichers bereitzustellen, wobei die Ladeeinheit die Eigenschaften aus einem
Batteriemanagement-System des Energiespeichers ausliest.
Für das Trägersystem gelten die für das Ladefach vorangehend gemachten Ausführungen entsprechend. Die nachfolgend beschriebenen Ausführungsformen stellen sowohl
Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Ladefachs als auch des
erfindungsgemäßen Trägersystem dar, sofern nicht anders angegeben.
In einer bevorzugten Ausführungsform des Ladefachs und des Trägersystems mit einem solchen Ladefach ist vorgesehen, dass die Ladeeinheit eine Steuer- und Regeleinrichtung zum Laden und/oder Entladen des Energiespeichers aufweist und dass der Kontaktblock einen Kommunikationskanal zwischen dem im Aufnahmebereich angeordneten Energiespeicher und der Steuer- und Regeleinrichtung aufweist. Der Kommunikationskanal kann dabei
kabelgebunden oder kabellos ausgebildet sein. Dieser Kommunikationskanal gewährleistet die Übertragung der Eigenschaften des elektrischen
Energiespeichers, die seitens des Batterie-Management-Systems (BMS) des Energiespeichers zur Verfügung gestellt werden. Die Ladeeinheit ist derart eingerichtet und in ihrer Funktion programmiert, dass ein Laden oder Entladen des Energiespeichers erst aufgenommen wird, wenn das Auslesen der gewünschten Eigenschaften in Form der seitens des BMS vorgehaltenen
Parameter erfolgt ist.
Besonders bevorzugt ist die Ladeeinheit derart ausgebildet, aus dem Batterie- Management-System des Energiespeichers auszulesende Eigenschaften des Energiespeichers auszuwählen aus der Gruppe mit:
• Ladezustand einzelner Batteriezellen des Energiespeichers und/oder Ladezustand von aus Batteriezellen gebildeten Batterie-Stacks des Energiespeichers und/oder Ladezustand des gesamten
Energiespeichers;
• Balancing-Zustand einzelner Batteriezellen und/oder Balancing- Zustand von aus Batteriezellen gebildeten Batterie-Stacks des Energiespeichers;
• Ladehistorie des Energiespeichers in Form einer Anzahl
durchlaufener Ladezyklen und/oder in Form des SOH - State of Health des Energiespeichers - als Maß der Ladekapazität im Verhältnis zu den bereits vollständig durchlaufenen Ladezyklen;
• aktueller Temperatur der Energiespeichers und/oder aktueller
Temperatur der Batterie-Stacks oder aktueller Temperatur der Batteriezellen;
• Temperaturhistorie des Energiespeichers und /oder
Temperaturhistorie der Batterie-Stacks oder Temperaturhistorie der Batteriezellen und
• Fehlerhistorie des Energiespeichers und/oder Fehlerhistorie der Batterie-Stacks und/oder Fehlerhistorie der Batteriezellen.
In modernen elektrischen Energiespeichern bieten darin verbauten Batterie- Management-Systeme die Funktionalität, dass eine Mehrzahl dieser genannten Parameter zur externen Abfrage vorgehalten werden. Zusammen mit betriebswirtschaftlichen Aspekten kann auf Grundlage der ausgelesenen Parameter des elektrischen Energiespeichers entschieden werden, ob der Speicher überhaupt und wenn ja, mit welcher Lade-Kinetik, nämlich welchem zeitlichen Verlauf der Ladestrom-Ladespannungs-Kennlinie geladen wird.
Auf Grundlage der Energiespeicher-Vorgeschichte und der aktuellen Parameter des Energiespeichers können Risikobereiche, die erfahrungsgemäß zu Havarien geführt haben, sicher vermieden werden und somit sinkt die Anzahl der tatsächlich auftretenden Brand- und Risikoszenarien signifikant.
Das Gehäuse ist mittels des Verriegelungssystems der Gehäuse-Abdeckung verschließbar und öffenbar. Die Gehäuse-Abdeckung ist bevorzugt als Tür oder Klappe ausgebildet und dient insbesondere als Witterungsschutz. Der
Verriegelungsmechanismus bietet einen zusätzlichen Schutz vor Diebstahl und/oder unberechtigtem Zugriff beispielsweise durch Kinder oder Tiere. Der Verriegelungsmechanismus kann mehrere Verriegelungseinrichtungen getrennt oder gemeinsam ansteuerbar aufweisen. Ein im Aufnahmebereich angeordneter Energiespeicher ist bei geschlossener Gehäuse-Abdeckung und verriegeltem Verriegelungssystem vollständig gegenüber Berührungen von außen geschützt. Bei dem Gehäuse kann es sich um ein Gehäuse des Ladefachs handeln. Das Gehäuse kann aber auch in das Ladefach montiert sein und ein Energie- speicherfach ausbilden, das sich im Innern des Ladefachs befindet. Das
Gehäuse stellt dann ein Innengehäuse des Ladefachs dar, das ein Außengehäuse für dieses Gehäuse aufweist. Dadurch kann das Gehäuse zur Aufnahme eines speziell ausgebildeten Energiespeichers spezifisch ausgebildet sein, während das Außengehäuse des Ladefachs bevorzugt einheitlich ausgestaltet ist. Durch die einheitliche Ausgestaltung des Außengehäuses wird ein Einbau des
Ladefachs in ein Trägersystem erleichtert und vereinfacht. Der
Aufnahmebereich ist bevorzugt zur Aufnahme eines quaderförmigen
Energiespeichers ausgebildet. Über den Kontaktblock kann der im Aufnahmebereich angeordnete
Energiespeicher mit Energie versorgt werden. Ebenso ist über den Kontaktblock eine Rückspeisung von Energie aus dem Energiespeicher in die Ladeeinheit möglich. Der Kontaktblock ist bevorzugt austauschbar im Ladefach angeordnet. Das Ladefach kann ein oder mehrere Kontaktblöcke aufweisen.
Bevorzugt ist der Sensor als ein Gassensor und/oder als ein Temperatursensor ausgebildet. Die zündfähige Komponente bzw. der gesundheitsschädliche Stoff, die bei einer Energiespeicher-Ladung bzw. -Entladung auftreten und/oder entstehen können, sind oftmals gasförmig. Der Gassensor eignet sich daher gut zu ihrer Detektion. Der Temperatursensor kann insbesondere eine
außergewöhnliche Erwärmung im Ladefach sensieren, die auf eine
heranziehende Brandgefahr hindeutet. Bevorzugt weist die Sicherheitseinrichtung weiterhin ein Löscheinrichtung auf, die ausgebildet ist, ein Löschmittel freizugeben, wenn der Sensor der
Sicherheitseinrichtung die Zündung der zündfähigen Komponente sensiert. Die Löscheinrichtung ist insbesondere als eine Brandlöscheinheit ausgebildet. Die Brandlöscheinheit ist so ausgebildet, dass ein im Inneren des Ladefachs auftretender Brand mittels des Löschmittels gelöscht oder zumindest unterdrückt oder in seiner Brandausbreitung stark eingeschränkt wird. Als Löschmittel kann beispielsweise ein Löschfluid oder ein anderes geeignetes Löschmittel oder eine Kombination aus beiden verwendet werden. Ein
Übergreifen eines Brandes auf die Umgebung kann somit vollständig verhindert oder zumindest deutlich verzögert werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Sicherheitseinrichtung weiterhin ein Überdruckventil auf, um ein Bersten des Ladefachs oder der Ladefächer im Havariefall eines Energiespeichers auszuschließen. Das
Überdruckventil derart ist angeordnet, dass das Abblasen der Gase in eine Richtung abläuft, in der die Wahrscheinlichkeit einer Personengefährdung vergleichsweise gering ist. Die Sicherheitseinrichtung weist weiterhin bevorzugt eine Kühl- und/oder Heizeinrichtung auf. Dadurch ist das Ladefach temperierbar. Mittels der Kühleinrichtung kann beispielsweise eine Wärmeausbreitung verhindert werden. Dies ist wichtig, weil beim Laden eines im Aufnahmebereich angeordneten Energiespeichers Wärme entstehen kann. Bei einer kalten Umgebungstemperatur kann das Ladefach mittels der Heizeinrichtung auf eine zum Laden/Entladen angemessene höhere Temperatur gebracht werden, wenn erforderlich. Alternativ oder kumulativ ist es von Vorteil, dass die
Sicherheitseinrichtung Temperatursensoren zur Überwachung des Ladefaches oder der Ladefächer aufweist. Dadurch lässt sich das Erreichen und das Beibehalten der gewünschten und über die Kühl- und/oder Heizeinrichtung realisierten Temperaturbedingungen kontrollieren und regeln sowie eine durch eine Havarie eintretender steiler Temperaturgradient schnell detektieren. Die Gehäuse-Abdeckung und das Gehäuse sind bevorzugt als Bauelemente ausgeführt sind, die zumindest feuerhemmend gemäß der
Feuerwiderstandsklasse F30, F60 oder F90 (nach DIN4102) sind. Dies
verhindert, dass ein in im Inneren des Ladefachs ausbrechendes Feuer sich unmittelbar auf Ladefachumgebung ausbreiten kann.
Das Ladefach kann eine Anzeigeeinrichtung für den Status des Energiespeichers aufweisen, der im Aufnahmebereich angeordnet ist. Die bevorzugt als elektronisches Display ausgebildete Anzeigevorrichtung ist beispielsweise geeignet zum Anzeigen des Ladezustands des Energiespeichers, der
verbleibenden Ladezeit, von Störungen an der Ladeelektronikeinrichtung, des Ladeanschlusses und/oder des Energiespeichers. Auch ein Anzeigen von Brand oder Rauchentwicklung oder der Temperatur im Inneren des Ladefachs mittels der Anzeigevorrichtung ist vorteilhaft.
Bevorzugt ist das Ladefach über ein elektronisches Gerät wie beispielsweise ein Mobiltelefon bedienbar. Es weist bevorzugt zur Kommunikation mit dem elektronischen Gerät ausgebildete Schnittstellen auf. Bevorzugt ist der
Ladevorgang über eine auf einem digitalen Endgerät des Nutzers installierte App einfach bedienbar.
In einer weiterhin bevorzugten Ausführungsform ist die Ladeeinheit
ausgebildet, den im Aufnahmebereich angeordneten Energiespeichers drahtlos zu laden und/oder zu entladen. Dies kann beispielsweise mittels induktiver Übertragung elektrischer Energie erfolgen.
Bevorzugt ist bzw. sind am Energieversorgungsanschluss des Trägersystems ein oder mehrerer Solarmodule als Energiequelle angeschlossen. Bevorzugt ist das Trägersystem als Inselbetrieb ausgebildet. Auch ist es möglich, dass am
Energieversorgungsanschluss ein oder mehrerer Wasserkraft- und/oder
Windkraftanlagen als Energiequelle angeschlossen ist bzw. sind. Dadurch kann das Trägersystem von einem öffentlichen Energieversorgungsnetz unabhängig sein.
Der Aufnahmebereich des Gehäuses ist bevorzugt für einen quaderförmigen Energiespeicher ausgebildet. Jedes Gehäuse ist mittels des
Verriegelungssystems der Gehäuse-Abdeckung verschließbar und öffenbar. Bevorzugt wirkt das Verriegelungssystem mit einem Authentifizierungssystem zusammen und bewirkt nach erfolgreicher Authentifizierung das Öffnen der entsprechenden Abdeckung des Ladefachs. Bevorzugt weist das
Authentifizierungssystem ein Bedienelement zur Eingabe einer
Authentifizierung auf. Das Bedienelement beinhaltet bevorzugt ein Display, einen Kartenleser und/oder eine Tastatur. Alternativ oder ergänzend kann die Authentifizierung auch mit Hilfe einer App auf einem digitalen Endgerät des Nutzers erfolgen.
Bevorzugt weist das Trägersystem mehrere Ladefächer auf. Bevorzugt sind die Ladefächer nebeneinander und/oder übereinander angeordnet. Das
Trägersystem kann mehrere nebeneinander angeordnete Aufnahmeteile aufweisen, die jeweils ausgebildet sind, mehrere übereinander angeordnete Ladefächer aufzunehmen. Mehrere Ladefächer können auf eine Ladeeinheit geschaltet sein, wenn nicht jedes Fach jeweils einer Ladeeinheit zugeordnet ist. Bevorzugt sind alle Ladefächer des Trägersystems auf einen zentralen Rechner geschaltet, der in das Trägersystem integriert ist. Dadurch wird eine optimale Bedienbarkeit erreicht. Der zentrale Rechner weist bevorzugt eine HMI (Human Machine Interface) auf, die auch als Benutzerschnittstelle bezeichnet wird. Bevorzugt weist das Trägersystem Schnittstellen zur
Kommunikation mit internetbasierter Datenverwaltung auf. Dann kann über ein Lesegerät oder dgl. der Zugang zum Ladefach personifiziert werden. Damit ist das Ladefach sicher vor unbefugtem Zugriff. Das Trägersystem weist bevorzugt neben den Aufnahmen für die Ladefächer, einen Ladeschrankcomputer, einen Anschluss- und Sicherungskasten auf. Das Trägersystem schützt alle genannten Teile vor Witterungseinflüssen und mechanischen Beschädigungen. Das
Trägersystem kann in einem Innenbereich wie einen Wohnbereich, Gesundheitseinrichtung, einem Stall und/oder im Außenbereich aufgestellt werden.
Der Kontaktblock jedes Ladefachs kann bevorzugt jeweils einer Ladeeinheit zugeordnet sein. Alternativ bevorzugt können die Kontaktblöcke mehrerer Ladefächer zu einer gemeinsamen Ladeeinheit zusammengeführt sein, so dass mehrere Kontaktblöcke einer Ladeeinheit zugeordnet sind.
Bevorzugt ist die Ladeeinheit ausgebildet, nach einem Anordnen des
Energiespeichers im Aufnahmebereich, derart, dass der Energiespeicher den Kontaktblock kontaktiert, und nach dem Schließen der Abdeckung des
Ladefachs eine Energiespeicher-ID abzufragen. Bevorzugt ist die Ladeeinheit weiterhin ausgebildet, den Lade- oder Entladevorgang des Energiespeichers zu starten, wenn sie vom Nutzer eine gültige Energiespeicher-ID erhält. Bevorzugt ist die Ladeeinheit weiterhin ausgebildet, die Abdeckung zu öffnen, wenn sie vom Nutzer eine ungültige Energiespeicher-ID erhält oder der Energiespeicher nicht für sie zugelassen ist, so dass der Energiespeicher zur Entnahme freigegeben wird.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen rein schematisch dargestellt und wird nachfolgend näher beschrieben. Es zeigen rein
schematisch und nicht maßstabsgerecht
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Ladefachs; und Fig. 2 eine Draufsicht auf ein erfindungsgemäßes Trägersystem.
Fig. 1 zeigt eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Ladefachs. Das Ladefach 1 weist ein Gehäuse 1 1 mit einem Aufnahmebereich 12 auf, der ausgebildet ist, einen tragbaren, mobilen Energiespeicher (nicht gezeigt) aufzunehmen. An dem Gehäuse 1 1 ist weiterhin eine Gehäuse-Abdeckung 13 mit einer Verriegelungseinrichtung 16 angeordnet. Bei der geöffneten Gehäuse- Abdeckung 13 in Form einer Klappe kann der Energiespeicher in dem
Aufnahmebereich 12 angeordnet werden und /oder ein im Aufnahmebereich 12 angeordneter Energiespeicher aus dem Ladefach 1 entnommen werden. Ferner weist das Ladefach 1 in seinem Inneren einen Kontaktblock 17 auf, der ausgebildet ist, eine elektrische Verbindung zwischen einem sich in dem
Aufnahmebereich 12 befindenden Energiespeicher und einer zum Laden und/oder Entladen ausgebildeten Ladeeinheit 14 bereitzustellen. Die
Ladeeinheit 14, weist eine Steuer- und Regeleinrichtung 18 auf, die über einen Kommunikationskanal 19 mit einem im Ladefach befindlichen Energiespeicher in Verbindung steht. Über diesen Kommunikationskanal 19, der drahtlos oder drahtgebunden ausgebildet sein kann, geschieht das Auslesen von
Eigenschaften des elektrischen Energiespeichers, die vom Batterie- Management-System des Energiespeichers vorgehalten sind. Die Ladeeinheit 14 mit ihrer Steuer- und Regeleinrichtung 18 sind derart eingerichtet und ausgebildet, die genannten Eigenschaften des Energiespeichers mit Hilfe des Batterie-Management-Systems des Energiespeichers auszulesen.
Das Ladefach 1 weist weiterhin eine Sicherheitseinrichtung 15 mit einem Sensor auf, der ausgebildet ist, im Ladefach 1 eine Zündung einer zündfähigen Komponente und/oder eine Ausbreitung eines gesundheitsschädlichen Stoffs zu sensieren. Zur Sicherheitseinrichtung 15 gehören weiterhin ein Überdruckventil 152, eine Löscheinrichtung 151 und eine Kühl- und Heizeinrichtung 153.
Fig. 2 zeigt eine Draufsicht auf ein erfindungsgemäßes Trägersystem. Das Trägersystem 2 weist mehrere Aufnahmeteile 22 auf, in die eine Mehrzahl Ladefächer 1 integriert sind. Die Ladefächer 1 entsprechen dem in Fig. 1 gezeigten Ladefach. Trägersystem 2 weist weiterhin ein Bedienelement 21 auf.
Bei Betrieb kann ein Nutzer einen Energiespeicher (nicht gezeigt) in einem der Ladefächer 1 laden oder entladen lassen. Um den Energiespeicher in einen Aufnahmebereich 12 eines der Ladefächer 1 anzuordnen, wird nach
erfolgreicher Authentifizierung die Gehäuse-Abdeckung 13 eines der
Ladefächer automatisch geöffnet, damit der Nutzer den Energiespeicher in dem dann zugänglichen Aufnahmebereich 12 anordnen kann, so dass er mit dem im Aufnahmebereich 12 zugänglichen Kontaktblock 17 elektrisch kontaktiert wird. Nur wenn der elektrische Kontakt richtig geschlossen ist, kann der Ladevorgang starten. Die Steuer- und Regeleinrichtung 18, beginnt als Teil der Ladeeinheit 14, nach dem Schließen der Gehäuse-Abdeckung 13 mit einer Abfrage einer gültigen Energiespeicher- ID, über welche der
Energiespeicher für die Ladeeinheit 14 autorisiert ist. Ist der Energiespeicher autorisiert, erfolgt das Auslesen einer Vielzahl von Eigenschaften des sich in dem Aufnahmebereich befindenden Energiespeichers mit Hilfe des im
Energiespeicher verbauten Batterie-Management-Systems. Abhängig von diesen ausgelesenen Eigenschaften des Energiespeichers trifft die Steuer- und
Regeleinrichtung 18 die Entscheidung ob und wie der Energiespeicher geladen oder entladen wird. Erst danach wird mit seinem Laden oder Entladen begonnen oder beide Vorgänge abgelehnt. Bei Erkennung nicht zugelassener oder schadhafter Energiespeicher wird die Gehäuse-Abdeckung 13 wieder geöffnet und der Energiespeicher wird zur Entnahme freigegeben. Über eine Ladestandanzeige auf dem Bedienelement 21 oder auf einer App, die sich auf einem Mobiltelefon des Nutzers befindet, wird der Ladezustand des
Energiespeichers angezeigt. Je nach Bedarf kann der Nutzer einen geladenen oder entladenen Energiespeicher vom Trägersystem 2 anfordern und durch Öffnen der Gehäuse-Abdeckung 13 nach erfolgreicher Authentifizierung entnehmen.
Bezugszeichen liste:
1 Ladefach
11 Gehäuse
12 Aufnahmebereich
13 Gehäuse-Abdeckung
14 Ladeeinheit
15 Sicherheitseinrichtung
16 Verriegelungseinrichtung
17 Kontaktblock
18 Steuer- und Regeleinrichtung
19 Kommunikationskanal
151 Löscheinrichtung
152 Überdruckventil
153 Kühl- und/oder Heizeinrichtung
2 T rägersystem
21 Bedienelement
22 Aufnahmeteil
23 Energieversorgungsanschluss
24 Solarmodule