Bordstein-, Pflasterstein- oder Randstein-Ladevorrichtung zum Laden eines Energiespeichers eines elektrisch angetriebenen Fahrzeugs

Die Erfindung betrifft eine Bordstein-, Pflasterstein- oder Randstein- Ladevorrichtung zum Laden eines Energiespeichers eines elektrisch angetriebenen Fahrzeugs mit einem Grundkörper, welcher im Innern einen Aufnahmeraum aufweist, der mittels eines Schutzdeckels verschlossen ist, einer Schnittstelleneinheit, einem Energieversorgungskabel, welches in den Aufnahmeraum im Grundkörper hineinragt, und Wärme erzeugenden elektronischen Bauteilen, die im Aufnahmeraum des Grundkörpers angeordnet sind und über die die Schnittstelleneinheit mit dem Energieversorgungskabel verbunden ist.

Derartige Bordstein-, Pflasterstein- oder Randstein-Ladevorrichtungen sind im Bordstein, Pflasterstein oder im Randstein integrierte Aufladestationen, an welche Fahrzeuge über eine elektrische Verbindung angeschlossen werden können, um deren Energiespeicher beziehungsweise deren Batterien aufzuladen. Dies betrifft insbesondere rein elektrisch angetriebene Fahrzeuge aber auch Hybridfahrzeuge. Aufladbare Fahrzeuge können sowohl Personenkraftwagen als auch Lastkraftwagen, Motorräder oder elektrische Fahrräder sein.

Durch die neue Gesetzgebung, das steigende Klimaschutzinteresse der Bevölkerung sowie die verbesserte Wirtschaftlichkeit elektrifizierter Fahrzeuge ist zu erwarten, dass der Anteil elektrischer Fahrzeuge insbesondere in den innerstädtischen Bereichen extrem steigen wird, so dass die zur Verfügung stehende Ladeinfrastruktur in hohem Maße ausgebaut werden muss, was bedeutet, dass ein Teil vorhandener Parkplätze mit entsprechenden Auflademöglichkeiten versehen werden muss, um die individuelle Mobilität auch in Zukunft sicherzustellen.

Bekannte Konzepte sehen hierfür die Nutzung von Straßenlaternen, zusätzlich zu installierende Ladesäulen oder Wallboxen an Hauswänden vor. Bei allen diesen Konzepten entsteht zusätzlicher Platzbedarf und eine Störung der Fußgänger durch die zu verwendenden Aufladekabel.

Aus diesem Grund sind Ladesysteme bekannt geworden, bei denen die Aufladevorrichtungen in den Bordstein beziehungsweise den Randstein integriert sind. Dies hat den Vorteil, dass keine Ladesäulen die Gehsteige versperren und so den optischen Eindruck stören. Stattdessen entsteht kein zusätzlicher Platzbedarf, sondern lediglich eine Nutzung ohnehin vorhandener Infrastruktur. Es besteht eine hohe Flexibilität und Nachrüstbarkeit durch mögliche Modularisierung. Auch können Beschädigungen der Ladeinfrastruktur durch Unfälle mit Fahrzeugen vorgebeugt werden.

Eine spezielle Ausbildung eines solchen Bordsteins mit Elektronik zum Laden eines Fahrzeugs ist aus der GB 2 592 186 A bekannt. Dieser Bordstein ist modular aufgebaut und weist ein Basiselement auf, in welches ein Aufnahmebehälter einsetzbar ist, der ausgetauscht werden kann und entsprechend nicht befestigt ist. In diesem Behälter sind drahtlose Telekommunikationstechnologien und -Infrastrukturen integriert, wie WiFi, Bluetooth, oder Parksensoren. Zusätzlich weist dieser Bordstein eine Anschlussbuchse sowie optional Batteriepakete auf.

Auch aus der DE 10 2020 205 561 Al ist ein Bordsteinmodul bekannt, welches einen Aufnahmeraum in einem Basiselement aufweist, das durch ein Abdeckelement geschlossen wird. Im Aufnahmeraum ist eine induktive Ladeeinrichtung, eine Statusanzeige, welche von außen sichtbar ist, eine Empfangs- und Sendeeinheit, ein Pufferspeicher sowie eine Steuereinheit angeordnet.

Problematisch an diesen Bordsteinmodulen ist es jedoch, dass die elektronischen Bauteile insbesondere während des Aufladens des Fahrzeugs eine große Wärmemenge erzeugen, die zu einer Aufheizung des Innenraums führt. Hierdurch steigt die thermische Belastung der elektronischen Bauteile, was zu Schäden durch Überhitzung an den elektronischen Bauteilen führen kann oder bei vorhandener Temperaturüberwachung zumindest den Ladevorgang verzögert, da in diesem Fall zum Schutz der elektronischen Bauteile die übertragene Energiemenge reduziert wird.

Es stellt sich daher die Aufgabe, eine Bordstein-, Pflasterstein- oder Randstein-Ladevorrichtung zum Laden eines Energiespeichers eines elektrisch angetriebenen Fahrzeugs bereit zu stellen, mit der möglichst große Wärmemengen abgeführt werden können, um eine thermische Überlastung der elektronischen Bauteile zu verhindern.

Diese Aufgabe wird durch eine Bordstein-, Pflasterstein- oder Randstein- Ladevorrichtung zum Laden eines Energiespeichers eines elektrisch angetriebenen Fahrzeugs mit den Merkmalen des Hauptanspruchs 1 gelöst.

Eine erfindungsgemäße Bordstein-, Pflasterstein- oder Randstein- Ladevorrichtung zum Laden eines Energiespeichers eines elektrisch angetriebenen Fahrzeugs weist einen Grundkörper auf, welcher aus einem Beton, Naturstein, Kunststoff oder Verbundwerkstoff beispielsweise durch Gießen hergestellt wird. Unter Beton ist selbstverständlich auch ein ultrahochfester Beton (UHPC), faserverstärkter Beton oder ein Polymerbeton zu verstehen, bei dem statt des Bindemittels Zement ein Kunststoff als Bindemittel genutzt wird. Der Grundkörper kann auch aus einem Metall gebildet sein oder zumindest eine metallische Wand oder einen metallischen Aufnahmebehälter aufweisen, die oder der am Beton oder Kunststoff des übrigen Grundkörpers befestigt wird. Im Inneren des Grundkörpers ist ein Aufnahmeraum ausgebildet, der durch den Grundkörper an mehreren Seiten begrenzt ist. Der Grundkörper weist insbesondere einen Boden und drei oder vier Seitenwände auf. Der Verschluss des Aufnahmeraums erfolgt durch einen Schutzdeckel, der beispielsweise auf die nach oben weisenden Enden der vier Seitenwände aufgelegt wird. Der Deckel kann aber selbstverständlich auch eine oder mehrere Seitenwände des Aufnahmeraums bilden. Der Schutzdeckel begrenzt somit einerseits den Raum und kann andererseits einen Aufprall von Fahrzeugen aufnehmen. Des Weiteren weist die Bordstein- Randsteinoder Pflasterstein-Ladevorrichtung eine Schnittstelleneinheit auf, die beispielsweise mechanisch zumindest indirekt mit dem Schutzdeckel oder mit dem Grundkörper verbunden ist und als Ladebuchse oder induktives Pad ausgeführt sein kann. Diese mechanische Verbindung kann entweder direkt oder über Hebe- oder Schwenkmechanismen oder über zusätzliche Teile erfolgen. In den Aufnahmeraum des Grundkörpers ragt ein Energieversorgungskabel, welches über elektronische Komponenten einer Ladeeinheit, die beispielsweise am Schutzdeckel befestigt ist, aber auch am Grundkörper befestigt werden kann, mit der Schnittstelleneinheit verbunden ist. Diese Komponenten einer Ladeeinheit können sowohl eine komplett autarke Ladeeinheit bilden, welche lediglich einen Stromanschluss benötigt und alle elektronischen Bauteile in sich birgt als auch einzeln vorhanden sein und in irgendeiner beliebigen Weise zur Regelung oder zum Schutz der Schnittstelleneinheit und des Ladevorgangs dienen. Entsprechend können auch einzelne elektronische Komponenten der Ladeeinheit, wie ein Energiezähler, Ladecontroller, ein Leistungsschütz oder eine Sende- und Empfangseinheit zur Authentifizierung im Aufnahmeraum angeordnet sein. Unter Komponenten der Ladeeinheit werden somit einzelne Bauteile oder mehrere Bauteile verstanden, die dazu dienen können, den Energiespeicher des elektrischen Fahrzeugs oder des Hybridfahrzeugs zu laden. Einige dieser Komponenten sind Wärme erzeugende elektronische Bauteile, wie ein Schütz, ein Netzteil oder ein Ladecontroller. Zumindest eines dieser Wärme erzeugenden elektronischen Bauteile ist im Aufnahmeraum des Grundkörpers angeordnet und verbindet zumindest indirekt die Schnittstelleneinheit mit dem Energieversorgungskabel.

Erfindungsgemäß liegt zumindest eines der Wärme erzeugenden elektronischen Bauteile wärmeleitend entweder unmittelbar gegen eine Innenwandfläche einer Außenwand des Grundkörpers an oder ein oder mehrere Wärmeleitkörper erstrecken sich zumindest vom Wärme erzeugenden elektronischen Bauteil bis zu der Innenwandfläche der Außenwand des Grundkörpers, wobei eine von der Innenwandfläche abgewandte Außenwandfläche der Außenwand gegen das umgebende Erdreich oder Fundament anliegt. Die Wärmeleitkörper dienen zur Verbesserung der Wärmeleitung zu dieser Innenwandfläche. Es kann sich dabei entweder um einen oder mehrere Körper handeln, die zumindest eine feste Komponente mit einer Wärmeleitung aufweisen, die zumindest über der des Gehäuses beziehungsweise einer anzubindenden Wandfläche des elektronischen Bauteils liegt. Die Auflage erfolgt dabei insbesondere großflächig, um eine große Wärmekontaktfläche herzustellen, wodurch die Wärmeleitung ebenfalls verbessert wird. Eine von der Innenwandfläche abgewandte Außenwandfläche der Außenwand liegt gegen das umgebende Erdreich an. Dieses umgebende Erdreich, welches auch durch ein Betonfundament oder ähnliches gebildet werden kann, weist gerade bei kritischen Luftaußentemperaturen eine geringere Temperatur auf als die umgebende Luft, so dass es als Wärmesenke dienen kann. Entsprechend liegen die Wärme erzeugenden elektronischen Bauteile insbesondere indirekt oder direkt am Boden oder an der Rückwand des Grundkörpers an.

Auf diese Weise wird die durch die elektronischen Bauteile erzeugte Wärme entweder direkt oder indirekt ins Erdreich abgeführt. Hierdurch wird die thermische Belastung der elektronischen Komponenten im Aufnahmeraum deutlich verringert, wodurch die Ladeleistung deutlich stabilisiert werden kann, da die Ladezeiten mit verringertem Energietransfer verkürzt werden können. Zusätzlich wird die Lebensdauer der elektronischen Komponenten der Ladeeinheit erhöht, so dass auch die Wartungsintervalle verlängert werden können.

Vorzugsweise liegen alle Wärme erzeugenden elektronischen Bauteile wärmeleitend entweder unmittelbar gegen die Innenwandfläche der Außenwand des Grundkörpers an oder der oder mehrere Wärmeleitkörper erstrecken sich zumindest von den Wärme erzeugenden elektronischen Bauteilen bis zu der Innenwandfläche der Außenwand des Grundkörpers, wobei jeweils von den Innenwandflächen abgewandte Außenwandflächen der Außenwände gegen das umgebende Erdreich anliegen. Entsprechend kann die Wärme aller Wärme erzeugenden elektronischen Bauteile an das Erdreich abgegeben werden und so deren Lebensdauer erhöht werden und der Ladevorgang beschleunigt werden, da größere Energiemengen pro Zeiteinheit übertragen werden können.

Des Weiteren ist es vorteilhaft, wenn das zumindest eine Wärme erzeugende elektronische Bauteil in einer Elektronikbox angeordnet ist und wärmeleitend entweder unmittelbar gegen eine die Elektronikbox begrenzende Wand anliegt oder sich der Wärmeleitkörper zumindest vom Wärme erzeugenden elektronischen Bauteil bis zu der die Elektronikbox begrenzenden Wand erstreckt, welche entweder unmittelbar gegen eine Innenwandfläche einer Außenwand des Grundkörpers anliegt oder sich der Wärmeleitkörper oder ein zusätzlicher Wärmeleitkörper zumindest von der die Elektronikbox begrenzenden Wand bis zu der Innenwandfläche der Außenwand des Grundkörpers erstreckt, wobei eine von der Innenwandfläche abgewandte Außenwandfläche der Außenwand gegen das umgebende Erdreich anliegt. Eine solche Elektronikbox kann gekapselt ausgeführt werden, wodurch die elektronischen Bauteile vor eindringendem Wasser und Schmutz zuverlässig geschützt werden, und kann beispielsweise am Schutzdeckel befestigt werden oder einteilig mit diesem ausgebildet werden. Zusätzlich wird auf diese Weise der Einbau und ein Austausch der gesamten Elektronik deutlich vereinfacht.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführung ist das Wärme erzeugende elektronische Bauteil an der die Elektronikbox begrenzenden Wand oder der Außenwand des Grundkörpers befestigt und liegt dort flächig an. Durch diese flächige Anlage entsteht eine große Fläche zur Wärmeübertragung auf die Wand der Elektronikbox oder des Aufnahmeraums, wodurch die Wärmeleitung nach außen ebenso verbessert wird.

Besonders bevorzugt ist es, wenn als Wärmeleitkörper zwischen dem Wärme erzeugenden elektronischen Bauteil und der die Elektronikbox begrenzenden Wand oder der Außenwand des Grundkörpers eine Wärmeleitpaste oder ein Wärmeleitpad angeordnet ist. Diese Wärmeleitpasten und Wärmeleitpads passen sich den anliegenden Flächen an, so dass als Isolator wirkende Luft vollständig zwischen dem elektronischen Bauteil und der gegenüberliegenden Wand verdrängt wird und somit die Wärmeleitung nach außen deutlich verbessert wird. Übliche Wärmeleitpads oder Wärmeleitpasten weisen eine Wärmeleitfähigkeit von etwa 1 bis 16 — m-K auf.

Des Weiteren ist es vorteilhaft, wenn als Wärmeleitkörper zwischen dem Wärme erzeugenden elektronischen Bauteil und der die Elektronikbox begrenzenden Wand oder der Außenwand des Grundkörpers ein flexibler oder fester Körper angeordnet ist, dessen Wärmeleitfähigkeit größer als 12 — ist. Dies kann beispielsweise ein Block aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung sein. Dies ermöglicht eine weitestgehend freie Anordnung des elektronischen Bauteils in der elektronikbox oder dem Aufnahmeraum bei dennoch guter Wärmeleitung nach außen ins Erdreich. In einer hierzu alternativen Ausführungsform ist als Wärmeleitkörper zwischen dem Wärme erzeugenden elektronischen Bauteil und der die Elektronikbox begrenzenden Wand oder der Außenwand des Grundkörpers ein Peltierelement angeordnet, dessen kalte Seite am Wärme erzeugenden elektronischen Bauteil anliegt und dessen warme Seite an der die Elektronikbox begrenzenden Wand oder der Außenwand des Grundkörpers anliegt. Da in der Bordstein-, Pflasterstein- oder Randstein- Ladevorrichtung ohnehin ein Stromanschluss enthalten ist, kann so über ein Peltierelement auch eine aktive Kühlung des elektronischen Bauteils durch Bestromung des Peltierelementes durchgeführt werden. Dies ermöglicht eine aktive Steuerung der Kühlung.

In einer hierzu wiederum alternativen Ausbildung der Erfindung ist als Wärmeleitkörper zwischen dem Wärme erzeugenden elektronischen Bauteil und der die Elektronikbox begrenzenden Wand oder der Außenwand des Grundkörpers zumindest ein Wärmerohr angeordnet, das sich vom Wärme erzeugenden elektronischen Bauteil zur die Elektronikbox begrenzenden Wand oder zur Außenwand des Grundkörpers erstreckt. Durch die im Wärmerohr vorhandene Flüssigkeit kann so ebenfalls zuverlässig Wärme abgeführt werden.

Bei Verwendung einer Elektronikbox ist es vorteilhaft, wenn die die Elektronikbox begrenzende Wand unmittelbar an der Außenwand des Grundkörpers anliegt, wodurch ein unmittelbarer Wärmeübergang von der Wand der Elektronikbox zur Außenwand des Grundkörpers der Ladevorrichtung sichergestellt wird.

Um den Wärmeübergang zwischen der Elektronikbox und dem Grundkörper und damit dem Erdreich zusätzlich zu verbessern und eine Isolation durch Luft zu vermeiden, erstreckt sich als Wärmeleitkörper zwischen der die Elektronikbox begrenzenden Wand und der Außenwand des Grundkörpers eine Wärmeleitpaste, ein Wärmeleitpad, eine Graphitfolie oder ein Federblech.

Alternativ kann als Wärmeleitkörper zwischen der Elektronikbox und der Außenwand des Grundkörpers, ein Peltierelement angeordnet sein, dessen kalte Seite an der Elektronikbox anliegt und dessen warme Seite an der Außenwand des Grundkörpers anliegt. Hierdurch können große Wärmemengen aus der Elektronikbox abgeführt werden und, falls gewünscht, auch eine Temperaturregelung durchgeführt werden.

Des Weiteren können als Wärmeleitkörper zwischen der die Elektronikbox begrenzenden Wand und der Außenwand Rippen ausgebildet sein, oder zwischen der die Elektronikbox begrenzenden Wand und der Außenwand des Grundkörpers ein Metallschaum angeordnet ist. Dies vergrößert die für die Wärmeübertragung zur Verfügung stehende Fläche der Elektronikbox und führt somit ebenfalls zu einer verbesserten Ableitung der Wärme.

Die Verwendung eines Wärmerohres als Wärmeleitkörper funktioniert besonders gut, wenn sich das zumindest eine Wärmerohr von der die Elektronikbox begrenzenden Wand durch die Außenwand des Grundkörpers ins Erdreich erstreckt. So entstehen höhere Wärmegradienten zwischen den Enden des Wärmerohres, die zu einem größeren Wärmefluss im Wärmerohr und somit zu einer verbesserten Wärmeableitung ins Erdreich führen. Des Weiteren kann ein derartig angeordnetes Wärmerohr auch im Winter zur Aufheizung genutzt, wenn die Außentemperatur der Luft unter der des Erdreichs liegt.

Vorzugsweise sind am Gehäuse des Wärme erzeugenden elektronischen Bauteils Rippen oder ein Metallschäume ausgebildet, durch die die Wärmeableitung aus dem elektronischen Bauteil selbst verbessert wird. In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Elektronikbox aus einem Material hergestellt, dessen Wärmeleitfähigkeit größer als 12 ist, und dient als Wärmeleitkörper, so dass die Wärmeleitung aus der Elektronikbox verbessert wird und diese nicht isolierend wirkt.

Es wird somit eine Bordstein-, Pflasterstein- oder Randstein- Ladevorrichtung zum Laden eines Energiespeichers eines elektrisch angetriebenen Fahrzeugs geschaffen, welche vollständig autark ist und lediglich einen Anschluss an ein Energieversorgungskabel benötigt, welches besonders einfach anzuschließen ist. Diese Ladevorrichtung ist unempfindlich gegen thermische Einflüsse, da die Wärme der elektronischen Bauteile zuverlässig ins Erdreich abgeführt wird, wodurch die Lebensdauer der elektronischen Bauteile verlängert wird und der Ladevorgang mit größeren Energiemengen durchgeführt werden kann, da eine Drosselung der übertragenen Energiemengen wegen zu befürchtender Überhitzung reduziert werden kann. Entsprechend können verkürzte Ladezeiten erreicht werden.

Ein nicht beschränkendes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Bordstein-, Pflasterstein- oder Randstein-Ladevorrichtung zum Laden eines Energiespeichers eines elektrisch angetriebenen Fahrzeugs wird nachfolgend anhand der Figuren beschrieben.

Die Figur 1 zeigt eine Prinzipskizze einer Straße mit einer begrenzenden erfindungsgemäßen Bordstein-Ladevorrichtung in Draufsicht.

Die Figur 2 zeigt eine perspektivische Seitenansicht in eine erfindungsgemäße Bordstein-, Pflasterstein- oder Randstein-

Ladevorrichtung mit geöffneter seitlicher Abdeckung. Die Figur 3 zeigt eine schematisierte Querschnittsansicht in eine erfindungsgemäße Bordstein-, Pflasterstein- oder Randstein- Ladevorrichtung in einer ersten Ausführungsform.

Die Figur 4 zeigt eine schematisierte Querschnittsansicht in eine erfindungsgemäße Bordstein-, Pflasterstein- oder Randstein- Ladevorrichtung in einer zweiten Ausführungsform.

Die Figur 5 zeigt eine schematisierte Querschnittsansicht in eine erfindungsgemäße Bordstein-, Pflasterstein- oder Randstein- Ladevorrichtung in einer dritten Ausführungsform.

Die Figur 6 zeigt eine schematisierte Querschnittsansicht in eine erfindungsgemäße Bordstein-, Pflasterstein- oder Randstein- Ladevorrichtung in einer vierten Ausführungsform.

Die Figur 7 zeigt eine schematisierte Querschnittsansicht in eine erfindungsgemäße Bordstein-, Pflasterstein- oder Randstein- Ladevorrichtung in einer fünften Ausführungsform.

In der Figur 1 ist ein Gehweg 10 dargestellt, der an seiner einen Seite durch eine Hauswand 12 und an der anderen Seite durch einen Bordsteinrand 14 begrenzt ist, der durch mehrere Steinelemente 16 und erfindungsgemäße Bordstein-Ladevorrichtungen 18 gebildet wird und eine Begrenzung zur Straße 19 ausbildet. An der vom Bordsteinrand 14 abgewandten Seite des Gehweges 10 befindet sich eine Energiequelle 20 in Form eines mit dem Stromnetz verbundenen Stromanschlusses. Die Energiequelle 20 ist über unterirdische Energieversorgungskabel 22 mit den Bordstein-Ladevorrichtungen 18 verbunden. An den Bordstein- Ladevorrichtungen 18 sind Schnittstelleneinheiten 24 in Form von Ladebuchsen angeordnet, in die ein Stecker 26 gesteckt ist, welches über ein Kabel 28 mit einem Energiespeicher 30, insbesondere einer Batterie eines elektrisch betriebenen Fahrzeugs 32 verbunden ist, so dass dieser Energiespeicher 30 über die Energiequelle 20 aufgeladen werden kann.

Die Bordstein-, Pflasterstein- oder Randstein-Ladevorrichtung 18 besteht aus einem Grundkörper 34 aus einem Beton oder einem Kunststoff besteht, welcher Verstärkungen enthalten kann, sowie einem im Grundkörper 34 ausgebildeten Aufnahmeraum 36, der im Wesentlichen hohlquaderförmig ausgebildet und zu einer zur Oberfläche des Gehwegs 10 offenen Seite durch einen Schutzdeckel 38 verschlossen ist.

Der Schutzdeckel 38, der insbesondere aus Stahl ist, ist am Grundkörper 34 und/oder einem im Innern angeordneten Aufnahmebehälter 40 befestigt, der einen Teil des Grundkörpers 34 bilden kann und verschließt die nach oben weisende, offene Seite des Aufnahmeraums 36, insbesondere unter Zwischenlage einer Dichtung, welche nicht dargestellt ist. Der Schutzdeckel 38 liegt entsprechend auf einer Oberseite des Grundkörpers 34 auf und erstreckt sich auch in Längserstreckungsrichtung betrachtet über die Enden des Aufnahmeraums 36 hinaus.

Der Schutzdeckel 38 weist eine abgerundete Aufprallwand 42 auf, welche eine Kante zwischen der Oberseite des Grundkörpers 34 und einer zur Straße weisenden Seitenfläche des Grundkörpers 34 abdeckt. Die Befestigung des Schutzdeckels 38 kann mittels Schrauben 44 erfolgen. Durch den Schutzdeckel 38 wird entsprechend der im Innern des Grundkörpers 34 ausgebildete Aufnahmeraum 36 nach oben begrenzt.

Wie in der Figur 2 zu erkennen ist, ist im Inneren des Aufnahmeraums 36 eine zusätzliche staub- und flüssigkeitsdichte Elektronikbox 46 angeordnet, in deren Innern Wärme erzeugende elektronische Bauteile 48 angeordnet sind und die am Schutzdeckel 38 befestigt sein kann oder einstückig mit diesem ausgeführt werden kann. Die staub- und flüssigkeitsdichte Elektronikbox 46 ist an einer ersten Seite etwas schmaler ausgeführt, so dass zwischen dem Aufnahmeraum 36 und der staub- und flüssigkeitsdichten Elektronikbox 46 ein erster Freiraum entsteht, der zur Straße 19 weist, jedoch ebenso zum Gehweg 10 weisen könnte und durch welchen von unten das Energieversorgungskabel 22 geführt ist. Dieses wird durch ein nicht ersichtliches Loch in einem Boden des Grundkörpers 34 von unten durch eine den Grundkörper 34 am Boden begrenzende Außenwand 50 in den Aufnahmeraum 40 gezogen und nach oben und zur Seite in einen zweiten Freiraum zwischen dem Schutzdeckel 38 und einer die staub- und flüssigkeitsdichte Elektronikbox 46 in Richtung zum Schutzdeckel 38 begrenzenden Begrenzungswand 51 geführt, die in diesem Abschnitt entsprechend einen Abstand zum Schutzdeckel 38 aufweist und im sich daran anschließenden Abschnitt unmittelbar gegenüberliegend zum Schutzdeckel 38 angeordnet und an diesem mittels Schrauben befestigt ist.

An einer den zweiten Freiraum vertikal begrenzenden Wand 52 der staub- und flüssigkeitsdichten Elektronikbox 46 ist eine erste Öffnung 54 ausgebildet, durch die sich ein Anschlusskontakt 56 erstreckt, an der das Energieversorgungskabel 22 angeschlossen wird und der als Klemme oder Steckverbinderbuchse ausgeführt werden kann. Der Anschlusskontakt 56 ist in der ersten Öffnung 54 abgedichtet, so dass keine Flüssigkeit und kein Staub oder sonstige Verunreinigungen eindringen können. Über diesen Anschlusskontakt 56 erfolgt die Stromversorgung der elektronischen Bauteile 48 im Innern der staub- und flüssigkeitsdichten Elektronikbox 46 und damit auch der Schnittstelleneinheit 24, die, wie in Figur 2 dargestellt ist, außerhalb der Elektronikbox 46 angeordnet ist, so dass eine zweite Öffnung 58 zur abgedichteten Durchführung einer elektrischen Leitung zur Schnittstelleneinheit 24 dient.

An der zur vertikal begrenzenden Wand 52 gegenüberliegenden vertikalen Wand 57 ist eine dritte Öffnung 59 an der staub- und flüssigkeitsdichten Elektronikbox 46 ausgebildet, in der eine Druckausgleichsmembran 60 platziert ist, über die Luft in die Elektronikbox 46 ein- und aus der Elektronikbox 46 ausdringen kann, wodurch ein Druckunterschied zwischen dem Innenraum und dem Außenraum der staub- und flüssigkeitsdichten Elektronikbox 46 ausgeglichen werden kann, so dass keine Flüssigkeit durch vorhandene Druckunterschiede eindringen kann.

Vom Anschlusskontakt 56 weiterführende Stromkabel 61 führen zu einem kombinierten Fehlerstrom- und Leitungsschutzschalter 62, der auch als einzelne Schalter ausgeführt werden können. Dieser ist unmittelbar unterhalb der Begrenzungswand 50 angeordnet und kann aus dem ersten Freiraum betätigt beziehungsweise zurückgesetzt werden.

Dieser Fehlerstrom- und Leitungsschutzschalter 62 ist mit einem Energiezähler 64 verbunden, der über weitere, nicht dargestellte Stromkabel unter Zwischenschaltung eines Leistungsschützes 66 mit der Schnittstelleneinheit 24 verbunden, wodurch diese indirekt an das Energieversorgungskabel 22 angeschlossen ist.

Der Energiezähler 64 ist unterhalb eines Sichtfenster 68 im Schutzdeckel 38 angeordnet, durch welche eine Anzeigeeinheit des Energiezählers 64 abgelesen werden kann.

Im weiteren Verlauf wird über eine Leitung mit einer Leitungssicherung ein Netzteil 70 mit Strom versorgt. Dieses Netzteil 70 ist auf dem Boden der Elektronikbox 46 angeordnet und wandelt die anliegende Hochvoltspannung in eine Niedervoltspannung, insbesondere eine 12V- Spannung, um. Über das Netzteil 70 erfolgt die Stromversorgung einer Ladesteuerung 72, welche unmittelbar neben dem Netzteil 70 angeordnet ist und über welche die Regelung und Steuerung des Ladevorgangs vollzogen wird. Über diese Ladesteuerung 72 wird das Leistungsschütz 66 geschaltet, das ebenfalls auf dem Boden der Elektronikbox 46 angeordnet ist. Vor dem Schalten des Leistungsschützes 66 über die Ladesteuerung 72 ist bei dieser Ausführung mit Ladebuchse ein Schalten eines Verriegelungsaktuators 74 der Schnittstelleneinheit 24 und zuvor eine Authentifizierung des Nutzers über eine RFID-Platine 76 notwendig, welche unmittelbar unterhalb eines Sichtfensters 78 im Schutzdeckel 38 angeordnet ist, so dass eine Visualisierung der Authentifizierung über LEDs der RFID-Platine 76 möglich ist.

Zwischen das Leistungsschütz 66 und den Energiezähler 64 ist ein Fehlerstromsensor 80 geschaltet, der durch ein fahrzeugseitiges Ladegerät möglicherweise ausgelöste Gleichströme zwischen dem Leistungsschütz 66 und dem Energiezähler 64 detektiert und verhindert, dass Wechselfehlerströme durch den Fehlerstromschutzschalter 62 nicht mehr ausreichend sicher detektiert werden können, was zu Personenschäden führen kann. Entsprechend wird in diesem Fall die Stromversorgung über die Ladesteuerung 72 unterbrochen.

Des Weiteren ist in einem Kunststoff teil 82 des Schutzdeckels 38 eine Sende- und Empfangseinheit 84, die als Funkantenne ausgebildet sein kann, angeordnet, deren Anschlusskabel über eine weitere abgedichtete Öffnung zur Ladesteuerung 72 in die Elektronikbox 46 führt.

Soll nun ein Fahrzeug aufgeladen werden, wird zunächst der Nutzer über die RFID-Platine 76 und die Sende- und Empfangseinheit 84 identifiziert. Nach dem Einstecken des Steckers 26 wird der Verriegelungsaktuator 74 vor dem Start des Ladevorgangs geschaltet, wodurch ein unvorhergesehenes Abziehen des Steckers 26 während des Ladevorgangs verhindert wird, da dieses zu einer Gefährdung des Nutzers führen würde. Erst nach dem Schalten des Verriegelungsaktuators 74 wird über die Ladesteuerung 72 der Leistungsschütz 66 geschaltet, so dass der Ladevorgang beginnen kann. Der Energiezähler 64 weist eine Datenschnittstelle in Form eines Mod- Busses zur Ladesteuerung 72 auf, so dass die Daten des Energiezählers 64 zur Ladesteuerung 72 während des Ladevorgangs übertragen werden und mit Abschluss des Ladevorgangs aufgrund eines Befehls von außen oder der Detektierung einer vollständigen Ladung des Energiespeichers 30 beendet wird.

Die Wärme erzeugenden elektronischen Bauteile 48, insbesondere die Ladesteuerung 72, das Netzteil 70, der Leistungsschütz 66 und der Fehlerstrom- und Leitungsschutzschalter 62 liegen in dieser Ausführung großflächig an einer zum Gehweg 10 weisenden die Elektronikbox 46 begrenzenden Wand 86, die in Figur 2 weitestgehend weggeschnitten ist, das Leistungsschütz 66 und das Netzteil 70 zusätzlich an einem die Elektronikbox 46 zum Boden begrenzenden Wand 88 an. Die zum Gehweg 10 weisende, die Elektronikbox 46 begrenzende Wand 86 und die den Boden bildende begrenzende Wand 88 der Elektronikbox 46 liegen gegen eine Innenwandfläche 90 der rückwärtigen, zum umliegenden Erdreich 92 weisenden seitlichen Außenwand 50 beziehungsweise der den Boden bildenden Außenwand 50 des Grundkörpers 34 an, so dass über die Wände 86, 88 der Elektronikbox 46 und die Außenwände 50 des Grundkörpers 34 die Wärme an das dahinter- beziehungsweise darunterliegende Erdreich 92 über eine Außenwandfläche 94 der Außenwand 50 abgegeben werden kann. Damit hier eine gute Wärmeleitung von der Elektronikbox 46 zur Außenwand 50 des Grundkörpers 34 erfolgen kann, ist die Elektronikbox 46 beispielsweise aus Aluminium hergestellt und weist eine Wärmeleitfähigkeit von über 200 auf. Durch diese Ausbildung der Elektronikbox 46 dient diese als Wärmeleitkörper 96 von den Wärme erzeugenden elektronischen Bauteilen 48 zu den dem Erdreich 92 gegenüberliegenden Außenwänden 50 des Grundkörpers 34, von wo die Wärme wiederum ins Erdreich 92 abgeführt werden kann. In den Figuren 3 bis 7 sind weitere Alternativen zur Wärmeableitung von den Wärme erzeugenden elektronischen Bauteilen 48 ans Erdreich 92 schematisch dargestellt.

In der Figur 3 liegt das dargestellte Wärme erzeugende Bauteil 48 unmittelbar an der Innenwandfläche 90 der Außenwand 50 des Grundkörpers 34 an. Auf eine zusätzliche Elektronikbox 46 wird bei dieser Ausführung entsprechend verzichtet.

In der Figur 4 ist zwischen dem Wärme erzeugenden, elektronischen Bauteilen 48 und den Innenwandflächen 90 der dem Erdreich 92 gegenüberliegenden seitlichen und unteren Außenwänden 50 des Grundkörpers 34 als Wärmeleitkörper 96 eine Wärmeleitpaste oder ein Wärmeleitpad 98 angeordnet. Durch diese werden kleine, isolierende Luftpolster zwischen der Innenwandfläche 90 und dem elektronischen Bauteil 48 gefüllt und so die Wärmeableitung zusätzlich verbessert.

Eine weitere alternative Ausführung ist in der Figur 5 dargestellt. Hier sind zur Verbesserung der Wärmeableitung aus dem elektronischen Bauteil 48 einerseits an einem Gehäuse 99 des elektronischen Bauteils 48 Rippen 100 zur Vergrößerung der zur Verfügung stehenden Wärmeleitfläche ausgebildet, die in den Aufnahmeraum 36 ragen und andererseits ist zwischen dem elektronischen Bauteil 48 und der Innenwandfläche 90 der Außenwand 50 des Grundkörpers 34 als Wärmeleitkörper 96 ein Peltierelement 102 angeordnet. Ein solches Peltierelement 102 ist ein elektrothermischer Wandler, der basierend auf dem Peltier- Effekt bei Stromdurchfluss eine Temperaturdifferenz erzeugt. Entsprechend wird dieses Peltierelement an die Stromversorgung der Bordstein- Ladevorrichtung 18 beziehungsweise an die Ladesteuerung 72 angeschlossen. Eine aufgrund des Stromflusses kalte Seite 104 des Peltier- Elementes 100 liegt gegen das Wärme erzeugende elektronische Bauteil 48 an, während eine warme Seite 106 an der Innenwandfläche 90 der Außenwand 50 anliegt. Entsprechend kann das elektronische Bauteil 48 aktiv in Abhängigkeit des Stromflusses gekühlt werden und andererseits die an der anderen Seite entstehende Wärme zum Erdreich 92 abgeführt werden. Auch wäre es mit einem solchen Peltierelement 102 durch Spanungsumkehr möglich, die elektronischen Bauteile 48 beispielsweise bei sehr niedrigen Außentemperaturen im Winter vorzuheizen.

In der alternativen Ausbildung gemäß der Figur 6 liegt das Wärme erzeugende elektronische Bauteil 48 im Innern des Aufnahmeraums 34. Ein Wärmerohr 108 erstreckt sich einerseits vom Wärme erzeugenden elektronischen Bauteil 48 bis zur die Elektronikbox 46 begrenzenden Wand 88 und anderseits weiter durch die Wand 88 bis zur Innenwandfläche 90 und durch die Außenwand 50 des Grundkörpers 34 bis ins Erdreich 92 und dient als Wärmeleitkörper 96. Durch die auftretenden Temperaturgradienten zwischen dem Erdreich 92 am ersten Ende des Wärmerohres 108 und dem Wärme erzeugenden elektronischen Bauteil 48 am andere Ende des Wärmerohres 108 entsteht ein Energiefluss durch die Flüssigkeit im Wärmerohr 108, wodurch die Wärme nach außen ins Erdreich 92 abgeführt wird.

In einer weiteren alternativen Ausführung gemäß Figur 7 ist das elektronische Bauteil unter Zwischenlage einer als erster Wärmeleitkörper 96 dienenden Wärmeleitpaste 98 mit der Wand 88 der Elektronikbox 46 verbunden, während zwischen der Wand 88 und der Innenwandfläche 90 beziehungsweise der Außenwand 50 des Grundkörpers 34 ein als zusätzlicher Wärmeleitkörper 110 dienendes Peltierelement 102 angeordnet ist, dessen bei Bestromung kalte Seite 104 gegen die Wand 88 anliegt und dessen warme Seite 106 gegen die Innenwandfläche 90 der Außenwand 50 anliegt, so dass auch hier eine wärmeleitende Verbindung zur Abfuhr der Wärme über die Wärmeleitpaste 98 zur Wand 88 der Elektronikbox 46 stattfindet und dieser durch das Peltierelement 102 Wärme in Richtung zur Außenwand 50 entzogen wird. Durch alle diese möglichen Ausführungen wird ein verbesserter Wärmefluss von den elektronischen Bauteilen in Richtung des Erdreichs erreicht, was zu einer längeren Lebensdauer der elektronischen Bauteile führt und die Möglichkeit eröffnet, den Ladevorgang zu beschleunigen, da eine Verringerung des Energieflusses zum Fahrzeug zur Verhinderung thermischer Überlastungen in der Ladevorrichtung beim Ladevorgang deutlich seltener durchgeführt werden muss. Es sollte deutlich sein, dass die Elektronik an die jeweiligen Gegebenheiten, insbesondere auch den gesetzlichen Gegebenheiten der Länder angepasst werden kann und eine beliebige Anzahl elektronischer Bauteile in beliebiger Weise erfindungsgemäß wärmeleitend an die Außenwand gekoppelt werden können. Neben den beschriebenen Ausführungen sind selbstverständlich auch jegliche Kombinationen dieser möglich.