WO2017092953A1 - Monitoring device for monitoring an energy transmission unit - Google Patents

Monitoring device for monitoring an energy transmission unit Download PDF

Info

Publication number
WO2017092953A1
WO2017092953A1 PCT/EP2016/076419 EP2016076419W WO2017092953A1 WO 2017092953 A1 WO2017092953 A1 WO 2017092953A1 EP 2016076419 W EP2016076419 W EP 2016076419W WO 2017092953 A1 WO2017092953 A1 WO 2017092953A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
charging station
monitoring
vehicle
charging
sensor
Prior art date
Application number
PCT/EP2016/076419
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Achim Henkel
Philipp Schumann
Original Assignee
Robert Bosch Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch Gmbh filed Critical Robert Bosch Gmbh
Publication of WO2017092953A1 publication Critical patent/WO2017092953A1/en

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L53/00Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
    • B60L53/30Constructional details of charging stations
    • B60L53/35Means for automatic or assisted adjustment of the relative position of charging devices and vehicles
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25JMANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00Programme-controlled manipulators
    • B25J9/16Programme controls
    • B25J9/1679Programme controls characterised by the tasks executed
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25JMANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00Programme-controlled manipulators
    • B25J9/16Programme controls
    • B25J9/1694Programme controls characterised by use of sensors other than normal servo-feedback from position, speed or acceleration sensors, perception control, multi-sensor controlled systems, sensor fusion
    • B25J9/1697Vision controlled systems
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L53/00Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
    • B60L53/10Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles characterised by the energy transfer between the charging station and the vehicle
    • B60L53/14Conductive energy transfer
    • B60L53/16Connectors, e.g. plugs or sockets, specially adapted for charging electric vehicles
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L53/00Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
    • B60L53/30Constructional details of charging stations
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L53/00Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
    • B60L53/30Constructional details of charging stations
    • B60L53/31Charging columns specially adapted for electric vehicles
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00Program-control systems
    • G05B2219/30Nc systems
    • G05B2219/40Robotics, robotics mapping to robotics vision
    • G05B2219/40082Docking, align object on end effector with target
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/7072Electromobility specific charging systems or methods for batteries, ultracapacitors, supercapacitors or double-layer capacitors
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T90/00Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02T90/10Technologies relating to charging of electric vehicles
    • Y02T90/12Electric charging stations
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T90/00Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02T90/10Technologies relating to charging of electric vehicles
    • Y02T90/14Plug-in electric vehicles

Definitions

  • the present invention relates to a monitoring device for
  • Electric vehicles and hybrid vehicles usually have an electrical energy storage, such as a traction battery, which provides the electrical energy for propulsion. Is this electric
  • Electric vehicle is connected by a cable connection to the charging station. This connection must usually be made manually by a user. It is also necessary that charging station and
  • Charging device for a land vehicle with a battery-like power storage device Via a contact arm, an electrical connection between the power storage device and a charging device can be produced.
  • the contact arm is mounted movably on the loading device.
  • alternating magnetic field is from a receiving coil (charging coil or
  • Receiving device received within the vehicle and in electrical Energy converted. By means of this electrical energy, a traction battery of the vehicle can then be charged.
  • the device according to the invention with the characterizing part of claim 1 has the advantages that thereby the personal and animal protection in the environment is increased by autonomously moving loading arms or charging stations.
  • the charging station of a device which is suitable for monitoring the charging station when connecting the charging station to a charging socket of a vehicle, wherein the charging station a
  • a sensor skin acts as an "interactive protective shield" so that the device or charging station poses no danger to pedestrians or animals.
  • the entire charging station or preferably the moving parts of the same is covered with a sensor skin, which controls controlled in touch in a safe state.
  • the safe state can be an immediate stop.
  • the sensor skin is designed so that it has the flexibility of
  • the sensor skin is constructed from individual sensors (so-called "taxel"). This structure has the advantage that per square centimeter several individual sensors (advantageously thousands
  • Single sensors can be installed and thus a resolution and sensitivity can be achieved, which exceed the human tactile accuracy.
  • the human fingertip has about 240 individual sensors.
  • each individual sensor has at least one piezoelectric element.
  • Piezo elements exploit the piezoelectric effect in which an electrical voltage is generated when a mechanical force is applied.
  • force to the sensor skin for example, by shock, impact, touch, etc.
  • the resulting pressures are converted into voltages, whereby it can be detected, with which intensity an object (human being, living beings, etc.) collides with the device.
  • the piezoelectric element has at least one nanowire.
  • the piezoelectric element is composed of rods having a diameter in the nanometer range (for example in the range of 100-700 nm - preferably 500 nm). These sticks are in lattice-shaped
  • the nanowire has zinc oxide.
  • Piezo elements could be certain crystals or piezoelectric ceramics, ie polycrystalline materials. Piezoelectric thin films are increasingly being used as active sensor materials. With the help of
  • the charging station and / or the vehicle has at least one
  • the near field sensor operates without contact, which is why it can detect objects before they come into contact with the surface of the charging station or device.
  • the near field sensor is based on an optical, capacitive or inductive operating principle.
  • he can use ultrasound or detect heat sources by means of an infrared sensor or work by means of radar.
  • a combination of the aforementioned functional principles is possible. All methods work without contact, which is why they are suitable for the near field sensor.
  • the charging station has at least one near field sensor which is
  • the near field sensor can detect movement. About the near field sensor or the near field sensors living beings that are approaching the device or are in motion, can be detected. If an object of the device / charging station approaches, it can control it to a safe state, which can be, for example, an immediate stop. Alternatively, a suitable warning signal can avert a collision. Furthermore, the near field sensor is advantageously suitable for classifying the detected objects in terms of their danger potential. Depending on the approaching object, be it a human or an animal or depending on the speed, be it fast or slow, there is a respective danger potential. Height As a result of approach speeds, the collision between the device and the creature can cause more damage than it would at lower speeds. Accordingly, the
  • Charging station can be controlled in a safe state when an object approaches with appropriate speed.
  • the near field sensor is part of the environmental sensor system of the vehicle. This does not require an extra near field sensor to be provided for the function. Rather, the environmental sensor of the vehicle can be controlled by the device and be used for the monitoring task. Should by a collision a danger for the approaching object or the
  • Charging station (plug arm, etc.) go out, then be suitable
  • Warning signals can be used advantageously to indicate the impending collision. These signals are intuitive to humans, e.g. in the form of optical or acoustic signals.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of a plan view of a device for electrically connecting a charging station with a charging socket according to an embodiment
  • Fig. 2 is a schematic representation of a side view of a
  • FIG. 1 shows a schematic representation of device 10 for monitoring a charging station 11 for electrically connecting the charging station 11 with a charging socket 12 of a vehicle 13.
  • the vehicle 13 may be
  • the vehicle 13 may be a fully or partially electrically powered motor vehicle, such as a passenger car or a truck.
  • the charging station includes a
  • Insertion device 16 and thus also at the insertion device 16th
  • the contact head 14 are moved along predetermined directions.
  • the contact head 14 can be positioned at a predetermined position with respect to the charging socket 12 of the vehicle 13.
  • the positioning device 22 may have a first positioning device 23 and a second positioning device 24. The first
  • Positioning device 23 may, for example, a horizontal
  • the second positioning device 24 may be mechanically connected to the first positioning device 23 and perform a movement in a vertical spatial direction. The direction of movement of the second positioning device 24 is thus perpendicular to the
  • Positioning device 23 for example, to be moved laterally. As a result, several juxtaposed vehicles 13 can be controlled. For example, three vehicles 13 can be parked next to one another on the three bearing surfaces I, II and III, which with respect to the degree of freedom of the
  • Positioning device by moving the insertion device 16 laterally with the contact head 14 by means of the first positioning device 23
  • Positioning device 24 can be controlled.
  • the contact head 14 of the insertion device 16 can also be brought to a position that coincides with the position of the charging socket 12 of the corresponding vehicle 13.
  • the height of the charging socket 12, and the height of the contact head 14 is initially disregarded in this positioning.
  • the positioning of the contact head 14 on the same, or at least approximately the same height as the height of the charging socket 12 of the corresponding vehicle 13 is carried out separately by means of the second
  • Positioning device 22 does not exactly match the position of the charging socket 12 of the corresponding vehicle 13. Rather, it is sufficient to position the contact head 14 within a predetermined tolerance range with respect to the charging socket 12 of the vehicle 13. The exact alignment of the contact head 14 with respect to the charging socket 12 takes place during the insertion of the contact head 14 in the charging socket 12.
  • the charging station 11 is covered with a sensor skin 17. In this case, the entire charging station 11 may be coated with the sensor skin 17 or only individual parts of the
  • Charging station such as the positioning device 22 or the first and second positioning device 23, 24 or the contact head 14 may be coated with the sensor skin.
  • the sensor skin 14 itself is flexible and can also be transparent. It can consist of individual sensors 17.1, 17.2, 17.3, ... 17.n
  • the individual sensors for example, operate as piezoelectric elements 18.
  • the piezoelectric elements 18 work, for example, with the help of nanotechnology. They contain nanowires 19 which have a diameter in the range of 100-600 nm, preferably 500 nm, and consist for example of zinc oxide, aluminum nitride or polyvinylidene fluoride.
  • resulting rods are in a lattice-like arrangement perpendicular from the pad and are provided at the top and bottom with electrodes. If they are bent when touched, a piezoelectric effect causes the current flow between the electrodes to change.
  • This signal can be read out and interpreted by a computer 26, thus detecting the collision / contact with a moving object.
  • the movement of the device 10 or charging station 11 is transferred to a safe state, which may be, for example, an immediate stop. Also, additional protection measures for passers-by are possible.
  • the device 10 or the charging station 11 or parts thereof may be coated with an airbag 25 which effectively buffers collisions.
  • the charging station 11 and / or the vehicle 13 has a
  • This near-field sensor 20 operates without contact and functions optically, inductively, by means of ultrasound, by means of an infrared sensor or by means of radar. It is quite possible that the near field sensor selectively fulfills one of the mentioned functional principles. However, it is also conceivable that the near-field sensor 20 uses several of the above-mentioned functions in combination (e.g., radar and infrared). Moving objects are preferably detected via the near-field sensor 20 and classified with respect to their hazard potential.
  • the near field sensor 20 may be part of the vehicle external
  • Device 10 or the charging station 11 may be part of the environmental sensor of the vehicle 13 and be shared or used for monitoring tasks. Should a danger to the object or parts of the device 10 result from a collision, suitable protective measures are taken. This may be the interruption of the positioning process or may include an interruption of the charging process.
  • warning signals can be generated to indicate the impending collision. These warning signals can be emitted optically (eg flashing light) or acoustically (warning tone).
  • Figure 2 shows a schematic representation of a side view of a
  • the device 10 may include a communication device 27 receiving data from the vehicle.
  • the data transmission can unidirectionally from the vehicle 13 in the direction of
  • Communication device 27 done. Alternatively, a bidirectional data transmission between the vehicle 13 and communication device 27 is possible.
  • the communication device 27 may be, for example, a
  • Radio interface 28 include. By means of this radio interface 28 is a wireless data transmission between communication device 27 and
  • the radio interface 28 can establish a WLAN connection with the vehicle 13.
  • a connection via a mobile network is possible, for example GSM, UMTS or LTE.
  • a wireless data exchange by means of near field communication (NFC / RFID) can take place.
  • NFC / RFID near field communication
  • the communication device 27 may also include an optical sensor or an optical interface.
  • the optical sensor 29 may be a camera, a bar code scanner or a QR code scanner.
  • other devices for receiving data from the vehicle 13 and for exchanging data between the vehicle 13 and device 10 for automatically connecting or passing on the information that a moving object has been detected are also possible.
  • the communication device 27 may be provided by the vehicle 13
  • vehicle-specific data in particular data that are relevant for charging the energy storage device 30 in the vehicle 13.
  • data may include, for example, authorization data, billing parameters, charging voltage, charging current, battery capacity and other charging parameters.
  • information about the position of the charging socket 12 on the vehicle 13 may also be included in the transmitted data.
  • the Communication device 27 also receive data about the parked position of the vehicle 13 with respect to the charging station 11 and also contain data that the near field sensor 20 with respect to detected moving objects (living beings, animals, humans, etc.) has passed.

Abstract

The invention relates to a charging station of a device that is suitable for monitoring the charging station when the charging station is connected to a charging socket on a vehicle; the charging station comprises a contact head that is electrically connected to a voltage source of the charging station, and an introducing mechanism designed to automatically introduce the contact head into the charging socket on the vehicle, the charging station being covered by a sensor skin.

Description

Beschreibung  description
Titel title
Überwachungsvorrichtung zur Überwachung einer  Monitoring device for monitoring a
Energieübertragungsvorrichtung Energy transmission device
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Überwachungsvorrichtung zur The present invention relates to a monitoring device for
Überwachung einer Energieübertragungsvorrichtung. Stand der Technik Monitoring an energy transmission device. State of the art
Elektrofahrzeuge und Hybridfahrzeuge verfügen üblicherweise über einen elektrischen Energiespeicher, beispielsweise eine Traktionsbatterie, die die elektrische Energie für den Antrieb bereitstellt. Ist dieser elektrische Electric vehicles and hybrid vehicles usually have an electrical energy storage, such as a traction battery, which provides the electrical energy for propulsion. Is this electric
Energiespeicher ganz oder teilweise entladen, so muss das Elektrofahrzeug eine Ladestation ansteuern, an der der Energiespeicher wieder aufgeladen werden kann. Bisher ist es hierzu üblich, dass an einer solchen Ladestation das Energy storage fully or partially discharged, so the electric vehicle must control a charging station, where the energy storage can be recharged. So far, it is customary that at such a charging station the
Elektrofahrzeug mittels einer Kabelverbindung an die Ladestation angeschlossen wird. Diese Verbindung muss von einem Benutzer üblicherweise manuell hergestellt werden. Dabei ist es auch erforderlich, dass Ladestation und Electric vehicle is connected by a cable connection to the charging station. This connection must usually be made manually by a user. It is also necessary that charging station and
Elektrofahrzeug ein zueinander korrespondierendes Verbindungssystem Electric vehicle a mutually corresponding connection system
aufweisen. Die Druckschrift DE 10 2009 001 080 AI offenbart eine exhibit. The document DE 10 2009 001 080 AI discloses a
Ladevorrichtung für ein landgebundenes Kraftfahrzeug mit einer batterieähnlichen Stromspeichervorrichtung. Über einen Kontaktarm ist eine elektrische Verbindung zwischen der Stromspeichervorrichtung und einer Ladevorrichtung herstellbar. Der Kontaktarm ist dabei an der Ladevorrichtung beweglich angebracht. Charging device for a land vehicle with a battery-like power storage device. Via a contact arm, an electrical connection between the power storage device and a charging device can be produced. The contact arm is mounted movably on the loading device.
Ferner sind vereinzelt auch kabellose Ladesysteme für Elektrofahrzeuge oder Hybridfahrzeuge bekannt. Hierzu wird ein Elektrofahrzeug über einer Sendespule (Sendevorrichtung) bzw. einem Ladepad oder Ladevorrichtung abgestellt. Diese Spule sendet ein hochfrequentes magnetisches Wechselfeld aus. Das Furthermore, occasionally wireless charging systems for electric vehicles or hybrid vehicles are known. For this purpose, an electric vehicle is parked above a transmitting coil (transmitting device) or a charging pad or charging device. This coil emits a high frequency alternating magnetic field. The
magnetische Wechselfeld wird von einer Empfangsspule (Ladespule bzw. alternating magnetic field is from a receiving coil (charging coil or
Empfangsvorrichtung) innerhalb des Fahrzeugs aufgenommen und in elektrische Energie umgewandelt. Mittels dieser elektrischen Energie kann daraufhin eine Traktionsbatterie des Fahrzeugs geladen werden. Receiving device) received within the vehicle and in electrical Energy converted. By means of this electrical energy, a traction battery of the vehicle can then be charged.
Es besteht daher ein Bedarf nach einer Vorrichtung und einem Verfahren zum automatischen elektrischen Verbinden einer Ladestation mit der Ladebuchse eines Elektro- oder Hybridfahrzeugs, die ein komfortables, zuverlässiges und effizientes Verbinden der Ladestation mit der Ladebuchse des Fahrzeugs ermöglichen, das zudem sicher ist und sowohl Passanten als auch andere There is therefore a need for a device and a method for automatically electrically connecting a charging station to the charging socket of an electric or hybrid vehicle, which enables a comfortable, reliable and efficient connection of the charging station to the charging socket of the vehicle, which is also safe and passerby as well as others
Lebewesen nicht gefährdet. Living things are not endangered.
Offenbarung der Erfindung Disclosure of the invention
Die erfindungsgemäße Vorrichtung mit dem Kennzeichen des Anspruchs 1 hat die Vorteile, dass dadurch der Personen- und Tierschutz im Umfeld um autonom verfahrende Ladearme bzw. Ladestationen erhöht wird. The device according to the invention with the characterizing part of claim 1 has the advantages that thereby the personal and animal protection in the environment is increased by autonomously moving loading arms or charging stations.
Erfindungsgemäß ist dazu vorgesehen, dass die Ladestation einer Vorrichtung, die zum Überwachen der Ladestation beim Verbinden der Ladestation mit einer Ladebuchse eines Fahrzeugs geeignet ist, wobei die Ladestation einen According to the invention, it is provided that the charging station of a device which is suitable for monitoring the charging station when connecting the charging station to a charging socket of a vehicle, wherein the charging station a
Kontaktkopf aufweist, der mit einer Spannungsquelle der Ladestation elektrisch verbunden ist, einer Einführvorrichtung, die dazu ausgelegt ist, den Kontaktkopf automatisch in die Ladebuchse des Fahrzeugs einzuführen, mit einer Sensorhaut überzogen ist. Die Sensorhaut agiert als "interaktiver Schutzschild", damit die Vorrichtung bzw. Ladestation keine Gefahr für Passanten oder Tiere darstellt. Zu diesem Zweck wird die gesamte Ladestation oder vorzugsweise die beweglichen Teile derselben mit einer Sensorhaut überzogen, die bei Berührung kontrolliert in einen sicheren Zustand steuert. Dabei kann der sichere Zustand ein sofortiger Halt sein.  Contact head, which is electrically connected to a voltage source of the charging station, an insertion device which is designed to automatically insert the contact head into the charging socket of the vehicle, is covered with a sensor skin. The sensor skin acts as an "interactive protective shield" so that the device or charging station poses no danger to pedestrians or animals. For this purpose, the entire charging station or preferably the moving parts of the same is covered with a sensor skin, which controls controlled in touch in a safe state. In this case, the safe state can be an immediate stop.
Durch die in den abhängigen Ansprüchen genannten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen des in dem unabhängigen Anspruch angegebenen Verfahrens möglich. Vorteilhaft ist die Sensorhaut so ausgeführt, dass sie die Flexibilität des The measures mentioned in the dependent claims advantageous refinements of the method specified in the independent claim are possible. Advantageously, the sensor skin is designed so that it has the flexibility of
Robotorarms nicht einschränkt. Durch z.B. Flexibilität bzw. erhöhte Biegsamkeit der Sensorhaut kann diese gekrümmten Oberflächen angepasst werden bzw. sich Oberflächenstrukturen flexibel anpassen, die beispielsweise gegeneinander verschoben werden oder sich bzgl. ihrer Oberflächenform ändern. Somit wird ein Reißen bzw. eine Beschädigung der Sensorhaut vermieden, wenn diese unter Spannung gesetzt wird. Auch ist eine abschnittsweise steife Sensorhaut zielführend, wenn sie die Gelenkigkeit nicht unzulässig einschränkt. In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung, ist die Sensorhaut aus Einzelsensoren (sog. "Taxel") aufgebaut. Dieser Aufbau hat den Vorteil, dass pro Quadratzentimeter etliche Einzelsensoren (vorteilhaft tausende Does not restrict robotic arms. By e.g. Flexibility or increased flexibility of the sensor skin can be adapted to these curved surfaces or flexibly adapt to surface structures which, for example, are displaced from each other or change with respect to their surface shape. Thus, cracking or damage of the sensor skin is avoided when it is put under tension. Also, a partially rigid sensor skin is effective if it does not restrict the flexibility unduly. In a further advantageous embodiment of the invention, the sensor skin is constructed from individual sensors (so-called "taxel"). This structure has the advantage that per square centimeter several individual sensors (advantageously thousands
Einzelsensoren) verbaut werden können und somit ein Auflösungsvermögen und eine Empfindlichkeit erreicht werden, die die menschliche Tastgenauigkeit übertreffen. Zum Vergleich dazu hat beispielsweise die menschliche Fingerspitze etwa 240 Einzelsensoren. Single sensors) can be installed and thus a resolution and sensitivity can be achieved, which exceed the human tactile accuracy. For comparison, for example, the human fingertip has about 240 individual sensors.
Vorteilhafterweise weist jeder Einzelsensor mindestens ein Piezoelement auf. Piezoelemente nutzen den Piezoeffekt aus, bei dem bei Einwirkung einer mechanischen Kraft eine elektrische Spannung erzeugt wird. Bei Krafteinwirkung auf die Sensorhaut (z.B. durch Stoß, Schlag, Berührung, etc.) werden die dabei entstehenden Drücke in Spannungen umgewandelt, wodurch erkannt werden kann, mit welcher Intensität ein Gegenstand (Mensch, Lebewesen, etc.) mit der Vorrichtung kollidiert. Advantageously, each individual sensor has at least one piezoelectric element. Piezo elements exploit the piezoelectric effect in which an electrical voltage is generated when a mechanical force is applied. Upon application of force to the sensor skin (for example, by shock, impact, touch, etc.), the resulting pressures are converted into voltages, whereby it can be detected, with which intensity an object (human being, living beings, etc.) collides with the device.
Weiterhin ist vorteilhaft, dass das Piezoelement mindestens einen Nanodraht aufweist. Vorteilhaft setzt sich das Piezoelement aus Stäbchen zusammen, die einen Durchmesser im Nanometerbereich aufweisen (z.B. im Bereich von 100 - 700 nm - vorzugsweise 500 nm). Diese Stäbchen stehen in gitterförmiger Furthermore, it is advantageous that the piezoelectric element has at least one nanowire. Advantageously, the piezoelectric element is composed of rods having a diameter in the nanometer range (for example in the range of 100-700 nm - preferably 500 nm). These sticks are in lattice-shaped
Anordnung senkrecht von der Unterlage ab und sind am oberen und unteren Ende mit Elektroden versehen. Werden sie bei Berührung gebogen, sorgt ein Arrangement vertically from the pad and are provided at the top and bottom with electrodes. If they are bent when touched, take care
piezoelektrischer Effekt dafür, dass sich der Stromfluss zwischen den Elektroden verändert. Dieses Signal kann von einem Computer ausgelesen und interpretiert werden. Vorteilhafterweise stehen bei jedem Einzelsensor (auch "Sensorpunkt" genannt) immer Bündel von etwa 1500 Drähten dicht beisammen. piezoelectric effect that changes the current flow between the electrodes. This signal can be read out and interpreted by a computer become. Advantageously, bundles of approximately 1500 wires are always close together in each individual sensor (also called "sensor point").
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist der Nanodraht Zinkoxid auf. Piezoelemente könnten bestimmte Kristalle oder piezoelektrische Keramiken, also polykristalline Materialien sein. Als aktive Sensormaterialien werden zunehmend auch piezoelektrische Dünnschichten eingesetzt. Mit Hilfe von In a further advantageous embodiment, the nanowire has zinc oxide. Piezo elements could be certain crystals or piezoelectric ceramics, ie polycrystalline materials. Piezoelectric thin films are increasingly being used as active sensor materials. With the help of
Halbleitertechnologien ist es möglich, diese aktiven piezoelektrischen Semiconductor technologies it is possible to use these active piezoelectric
Dünnschichten auf Silizium abzuscheiden. Hierbei handelt es sich vorteilhaft um Zinkoxid oder Aluminiumnitrid. Auch Polyvinylidenflourid lässt sich einsetzen. To deposit thin films on silicon. This is advantageously zinc oxide or aluminum nitride. Polyvinylidene fluoride can also be used.
Vorteilhaft weist die Ladestation und/oder das Fahrzeug mindestens einen Advantageously, the charging station and / or the vehicle has at least one
Nahfeldsensor auf. Der Nahfeldsensor arbeitet berührungslos, weshalb er Objekte detektieren kann, bevor diese in Kontakt mit der Oberfläche der Ladestation bzw. Vorrichtung treten. Near field sensor on. The near field sensor operates without contact, which is why it can detect objects before they come into contact with the surface of the charging station or device.
Vorteilhaft basiert der Nahfeldsensor auf einem optischen, kapazitiven oder induktiven Funktionsprinzip. Ebenso kann er Ultraschall verwenden bzw. mittels eines Infrarotsensors Wärmequellen detektieren oder mittels Radar arbeiten. Auch eine Kombination der genannten Funktionsprinzipien ist möglich. Sämtliche Methoden funktionieren berührungslos, weshalb sie für den Nahfeldsensor geeignet sind. Advantageously, the near field sensor is based on an optical, capacitive or inductive operating principle. Likewise, he can use ultrasound or detect heat sources by means of an infrared sensor or work by means of radar. A combination of the aforementioned functional principles is possible. All methods work without contact, which is why they are suitable for the near field sensor.
Vorteilhaft weist die Ladestation mindestens einen Nahfeldsensor auf, der Advantageously, the charging station has at least one near field sensor which
Bewegung detektieren kann. Über den Nahfeldsensor bzw. die Nahfeldsensoren können Lebewesen, die sich der Vorrichtung nähern bzw. in Bewegung sind, detektiert werden. Nähert sich ein Objekt der Vorrichtung / Ladestation kann diese in einen sicheren Zustand steuern, was beispielsweise ein sofortiger Halt sein kann. Alternativ kann ein geeignetes Warnsignal eine Kollision abwenden. Weiterhin ist der Nahfeldsensor vorteilhafterweise geeignet, die detektierten Objekte auf ihr Gefahrenpotential hin zu klassifizieren. Je nach sich näherndem Objekt, sei es ein Mensch oder ein Tier bzw. je nach Geschwindigkeit, sei es schnell oder langsam liegt ein jeweiliges Gefahrenpotential vor. Hohe Annäherungsgeschwindigkeiten haben zur Folge, dass bei Kollision zwischen Vorrichtung und Lebewesen ein höherer Schaden verursacht werden kann, als es bei niedrigeren Geschwindigkeiten der Fall wäre. Entsprechend kann die Can detect movement. About the near field sensor or the near field sensors living beings that are approaching the device or are in motion, can be detected. If an object of the device / charging station approaches, it can control it to a safe state, which can be, for example, an immediate stop. Alternatively, a suitable warning signal can avert a collision. Furthermore, the near field sensor is advantageously suitable for classifying the detected objects in terms of their danger potential. Depending on the approaching object, be it a human or an animal or depending on the speed, be it fast or slow, there is a respective danger potential. Height As a result of approach speeds, the collision between the device and the creature can cause more damage than it would at lower speeds. Accordingly, the
Ladestation in einen sicheren Zustand gesteuert werden, wenn sich ein Objekt mit entsprechender Geschwindigkeit nähert. Charging station can be controlled in a safe state when an object approaches with appropriate speed.
Vorteilhafterweise ist der Nahfeldsensor Teil der Umfeldsensorik des Fahrzeugs. Dadurch muss nicht ein extra Nahfeldsensor für die Funktion bereitgestellt werden. Vielmehr kann die Umfeldsensorik des Fahrzeugs von der Vorrichtung angesteuert werden und für die Überwachungsaufgabe mitgenutzt werden. Sollte durch eine Kollision eine Gefahr für das sich nähernde Objekt bzw. die Advantageously, the near field sensor is part of the environmental sensor system of the vehicle. This does not require an extra near field sensor to be provided for the function. Rather, the environmental sensor of the vehicle can be controlled by the device and be used for the monitoring task. Should by a collision a danger for the approaching object or the
Ladestation (Stecker-Arm, etc.) ausgehen, dann werden geeignete Charging station (plug arm, etc.) go out, then be suitable
Schutzmaßnahmen ergriffen. Dies kann die Unterbrechung des Protective measures taken. This can be the interruption of the
Positioniervorgangs oder des Ladevorgangs bedeuten. Warnsignale können vorteilhafterweise genutzt werden, um auf die drohende Kollision hinzuweisen. Diese Signale sind für den Menschen intuitiv aufzunehmen, z.B. in Form von optischen oder akustischen Signalen. Positioning or the loading mean. Warning signals can be used advantageously to indicate the impending collision. These signals are intuitive to humans, e.g. in the form of optical or acoustic signals.
Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden dem Other features and advantages of the present invention will become
Fachmann aus der nachfolgenden Beschreibung beispielhafter Expert from the following description of exemplary
Ausführungsformen, die jedoch nicht als die Erfindung beschränkend auszulegen sind, unter Bezugnahme auf die beigelegten Zeichnungen ersichtlich.  Embodiments, which should not be construed as limiting the invention, with reference to the accompanying drawings.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen Brief description of the drawings
Es zeigen: Show it:
Fig. 1: eine schematische Darstellung einer Draufsicht auf eine Vorrichtung zum elektrischen Verbinden einer Ladestation mit einer Ladebuchse gemäß einer Ausführungsform; Fig. 2: eine schematische Darstellung einer Seitenansicht auf eine 1 shows a schematic representation of a plan view of a device for electrically connecting a charging station with a charging socket according to an embodiment; Fig. 2 is a schematic representation of a side view of a
Vorrichtung zum elektrischen Verbinden einer Ladestation mit einer Ladebuchse gemäß einer weiteren Ausführungsform; Alle Figuren sind lediglich schematische Darstellungen erfindungsgemäßer Vorrichtungen bzw. ihrer Bestandteile gemäß Ausführungsbeispielen der  Device for electrically connecting a charging station with a charging socket according to another embodiment; All figures are merely schematic representations of inventive devices or their components according to embodiments of the
Erfindung. Insbesondere Abstände und Größenrelationen sind in den Figuren nicht maßstabsgetreu wiedergegeben. In den verschiedenen Figuren sind sich entsprechende Elemente mit den gleichen Referenznummern versehen. Invention. In particular, distances and size relationships are not shown to scale in the figures. In the various figures, corresponding elements are provided with the same reference numbers.
Figur 1 zeigt eine schematische Darstellung Vorrichtung 10 zum Überwachen einer Ladestation 11 zum elektrischen Verbinden der Ladestation 11 mit einer Ladebuchse 12 eines Fahrzeugs 13. Bei dem Fahrzeug 13 kann es sich 1 shows a schematic representation of device 10 for monitoring a charging station 11 for electrically connecting the charging station 11 with a charging socket 12 of a vehicle 13. The vehicle 13 may be
beispielsweise um ein Hybrid- oder Elektrofahrzeug handeln. Insbesondere kann es sich bei dem Fahrzeug 13 um ein vollständig oder teilweise elektrisch angetriebenes Kraftfahrzeug, wie zum Beispiel einen Personenkraftwagen (PKW) oder einen Lastkraftwagen (LKW) handeln. Die Ladestation umfasst eine For example, to act a hybrid or electric vehicle. In particular, the vehicle 13 may be a fully or partially electrically powered motor vehicle, such as a passenger car or a truck. The charging station includes a
Positionierungsvorrichtung 22 und eine Einführvorrichtung 16 mit einem Positioning device 22 and an insertion device 16 with a
Kontaktkopf 14. Mittels der Positionierungsvorrichtung 22 kann die Contact head 14. By means of the positioning device 22, the
Einführvorrichtung 16 und somit auch der an der Einführvorrichtung 16 Insertion device 16 and thus also at the insertion device 16th
angeordnete Kontaktkopf 14 entlang vorbestimmter Richtungen bewegt werden. Somit kann der Kontaktkopf 14 an einer vorbestimmten Position in Bezug auf die Ladebuchse 12 des Fahrzeugs 13 positioniert werden. Beispielsweise kann die Positionierungsvorrichtung 22 eine erste Positionierungseinrichtung 23 und eine zweite Positionierungseinrichtung 24 aufweisen. Die erste arranged contact head 14 are moved along predetermined directions. Thus, the contact head 14 can be positioned at a predetermined position with respect to the charging socket 12 of the vehicle 13. For example, the positioning device 22 may have a first positioning device 23 and a second positioning device 24. The first
Positionierungseinrichtung 23 kann dabei beispielsweise eine horizontale  Positioning device 23 may, for example, a horizontal
Bewegung ausführen und somit die Einführvorrichtung 16 mit dem Kontaktkopf 14 horizontal, also parallel oder zumindest annähernd parallel zu einer Absteilfläche für das Fahrzeug 13 bewegen. Die zweite Positionierungseinrichtung 24 kann mit der ersten Positionierungseinrichtung 23 mechanisch verbunden sein und eine Bewegung in einer vertikalen Raumrichtung ausführen. Die Bewegungsrichtung der zweiten Positionierungseinrichtung 24 ist somit senkrecht zu der Execute movement and thus the insertion device 16 with the contact head 14 horizontally, that is parallel or at least approximately parallel to a Absteilfläche for the vehicle 13 move. The second positioning device 24 may be mechanically connected to the first positioning device 23 and perform a movement in a vertical spatial direction. The direction of movement of the second positioning device 24 is thus perpendicular to the
Bewegungsrichtung der ersten Positionierungseinrichtung 23. Auf diese Weise kann die Einführvorrichtung 16 mit dem Kontaktkopf 14 durch die ersten Direction of movement of the first positioning device 23. In this way the insertion device 16 with the contact head 14 through the first
Positionierungseinrichtung 23 beispielsweise seitlich bewegt werden. Hierdurch können mehrere nebeneinander abgestellte Fahrzeuge 13 angesteuert werden. Beispielweise können auf den drei Absteilflächen I, II und III nebeneinander drei Fahrzeuge 13 abgestellt werden, die bezüglich des Freiheitsgrads der Positioning device 23, for example, to be moved laterally. As a result, several juxtaposed vehicles 13 can be controlled. For example, three vehicles 13 can be parked next to one another on the three bearing surfaces I, II and III, which with respect to the degree of freedom of the
Positionierungsvorrichtung durch seitliches Bewegen der Einführvorrichtung 16 mit dem Kontaktkopf 14 mittels der ersten Positionierungseinrichtung 23 der  Positioning device by moving the insertion device 16 laterally with the contact head 14 by means of the first positioning device 23
Positionierungsvorrichtung 24 angesteuert werden können. Darüber hinaus kann der Kontaktkopf 14 der Einführvorrichtung 16 dabei auch an eine Position gebracht werden, die mit der Position der Ladebuchse 12 des entsprechenden Fahrzeugs 13 übereinstimmt. Dabei wird bei dieser Positionierung zunächst die Höhe der Ladebuchse 12, sowie die Höhe des Kontaktkopfs 14 außer Acht gelassen. Die Positionierung des Kontaktkopfs 14 auf der gleichen, oder zumindest annähernd der gleichen Höhe wie die Höhe der Ladebuchse 12 des entsprechenden Fahrzeugs 13 erfolgt separat mittels der zweiten Positioning device 24 can be controlled. In addition, the contact head 14 of the insertion device 16 can also be brought to a position that coincides with the position of the charging socket 12 of the corresponding vehicle 13. In this case, the height of the charging socket 12, and the height of the contact head 14 is initially disregarded in this positioning. The positioning of the contact head 14 on the same, or at least approximately the same height as the height of the charging socket 12 of the corresponding vehicle 13 is carried out separately by means of the second
Positionierungseinrichtung 24. Positioning device 24.
Die horizontale und vertikale Ausrichtung des Kontaktkopfs 14 in Bezug auf die Ladebuchse 12 muss dabei während der Positionierung durch die The horizontal and vertical orientation of the contact head 14 with respect to the charging socket 12 during the positioning by the
Positionierungsvorrichtung 22 nicht exakt mit der Position der Ladebuchse 12 des entsprechenden Fahrzeugs 13 übereinstimmen. Vielmehr ist es ausreichend, den Kontaktkopf 14 innerhalb eines vorbestimmten Toleranzbereichs in Bezug auf die Ladebuchse 12 des Fahrzeugs 13 zu positionieren. Die genaue Ausrichtung des Kontaktkopfs 14 in Bezug auf die Ladebuchse 12 erfolgt dabei während des Einführens des Kontaktkopfs 14 in die Ladebuchse 12. Die Ladestation 11 ist dabei mit einer Sensorhaut 17 überzogen. Dabei kann die gesamte Ladestation 11 mit der Sensorhaut 17 überzogen sein oder lediglich einzelne Teile der Positioning device 22 does not exactly match the position of the charging socket 12 of the corresponding vehicle 13. Rather, it is sufficient to position the contact head 14 within a predetermined tolerance range with respect to the charging socket 12 of the vehicle 13. The exact alignment of the contact head 14 with respect to the charging socket 12 takes place during the insertion of the contact head 14 in the charging socket 12. The charging station 11 is covered with a sensor skin 17. In this case, the entire charging station 11 may be coated with the sensor skin 17 or only individual parts of the
Ladestation wie z.B. die Positionierungsvorrichtung 22 oder die erste und zweite Positionierungsvorrichtung 23, 24 oder der Kontaktkopf 14 mit der Sensorhaut überzogen sein. Die Sensorhaut 14 selbst ist biegsam ausgeführt und kann auch durchsichtig sein. Sie kann aus Einzelsensoren 17.1, 17.2, 17.3, ... 17.n Charging station, such as the positioning device 22 or the first and second positioning device 23, 24 or the contact head 14 may be coated with the sensor skin. The sensor skin 14 itself is flexible and can also be transparent. It can consist of individual sensors 17.1, 17.2, 17.3, ... 17.n
aufgebaut sein, wobei die Einzelsensoren beispielsweise als Piezoelemente 18 arbeiten. Zu diesem Zweck arbeiten die Piezoelemente 18 beispielsweise mit Hilfe von Nanotechnologie. Sie enthalten Nanodrähte 19, die einen Durchmesser im Bereich von 100 - 600 nm, vorzugsweise 500 nm aufweisen und beispielsweise aus Zinkoxid, Aluminiumnitrid oder Polyvinylidenflourid bestehen. Die be constructed, the individual sensors, for example, operate as piezoelectric elements 18. For this purpose, the piezoelectric elements 18 work, for example, with the help of nanotechnology. They contain nanowires 19 which have a diameter in the range of 100-600 nm, preferably 500 nm, and consist for example of zinc oxide, aluminum nitride or polyvinylidene fluoride. The
resultierenden Stäbchen stehen in gitterförmiger Anordnung senkrecht von der Unterlage ab und sind am oberen und unteren Ende mit Elektroden versehen. Werden sie bei Berührung gebogen, sorgt ein piezoelektrischer Effekt dafür, dass sich der Stromfluss zwischen den Elektroden verändert. Dieses Signal kann von einem Computer 26 ausgelesen und interpretiert werden und somit die Kollision / Berührung mit einem sich bewegenden Objekt erkannt werden. Im Falle einer Objektdetektion (sei es ein Mensch oder ein anderes Lebewesen) wird die Bewegung der Vorrichtung 10 bzw. Ladestation 11 in einen sicheren Zustand überführt, was beispielsweise ein sofortiger Halt sein kann. Auch sind zusätzliche Schutzmaßnahmen für Passanten möglich. So kann die Vorrichtung 10 oder die Ladestation 11 oder Teile davon mit einem Airbag 25 überzogen sein, der Kollisionen wirkungsvoll abpuffert. resulting rods are in a lattice-like arrangement perpendicular from the pad and are provided at the top and bottom with electrodes. If they are bent when touched, a piezoelectric effect causes the current flow between the electrodes to change. This signal can be read out and interpreted by a computer 26, thus detecting the collision / contact with a moving object. In the case of an object detection (be it a human or another living being), the movement of the device 10 or charging station 11 is transferred to a safe state, which may be, for example, an immediate stop. Also, additional protection measures for passers-by are possible. Thus, the device 10 or the charging station 11 or parts thereof may be coated with an airbag 25 which effectively buffers collisions.
Weiterhin weist die Ladestation 11 und/oder das Fahrzeug 13 einen  Furthermore, the charging station 11 and / or the vehicle 13 has a
Nahfeldsensor 20 auf. Dieser Nahfeldsensor 20 arbeitet berührungslos und funktioniert optisch, induktiv, mittels Ultraschall, mittels eines Infrarotsensors oder mittels Radar. Es ist durchaus möglich, dass der Nahfeldsensor selektiv eines der genannten Funktionsprinzipien erfüllt. Allerdings ist auch vorstellbar, dass der Nahfeldsensor 20 mehrere der genannten Funktionsweisen in Kombination verwendet (z.B. Radar und Infrarot). Über den Nahfeldsensor 20 werden bevorzugt bewegte Objekte detektiert und bzgl. ihres Gefahrenpotentials klassifiziert. Der Nahfeldsensor 20 kann dabei Teil der fahrzeugexternen Near field sensor 20 on. This near-field sensor 20 operates without contact and functions optically, inductively, by means of ultrasound, by means of an infrared sensor or by means of radar. It is quite possible that the near field sensor selectively fulfills one of the mentioned functional principles. However, it is also conceivable that the near-field sensor 20 uses several of the above-mentioned functions in combination (e.g., radar and infrared). Moving objects are preferably detected via the near-field sensor 20 and classified with respect to their hazard potential. The near field sensor 20 may be part of the vehicle external
Vorrichtung 10 oder der Ladestation 11 sein oder kann Teil der Umfeldsensorik des Fahrzeugs 13 sein und für Überwachungsaufgaben mitgenutzt bzw. genutzt werden. Sollte durch eine Kollision eine Gefahr für das Objekt oder Teile der Vorrichtung 10 ausgehen, werden geeignete Schutzmaßnahmen ergriffen. Dies kann die Unterbrechung des Positioniervorgangs sein oder eine Unterbrechung des Ladevorgangs beinhalten. Zusätzlich können Warnsignale erzeugt werden, um auf die drohende Kollision hinzuweisen. Diese Warnsignale können optisch (z.B. blinkendes Licht) oder akustisch (Warnton) abgegeben werden. Figur 2 zeigt eine schematische Darstellung einer Seitenansicht auf eine Device 10 or the charging station 11 or may be part of the environmental sensor of the vehicle 13 and be shared or used for monitoring tasks. Should a danger to the object or parts of the device 10 result from a collision, suitable protective measures are taken. This may be the interruption of the positioning process or may include an interruption of the charging process. In addition, warning signals can be generated to indicate the impending collision. These warning signals can be emitted optically (eg flashing light) or acoustically (warning tone). Figure 2 shows a schematic representation of a side view of a
Vorrichtung 10 zum elektrischen Verbinden einer Ladestation 11 mit einer Device 10 for electrically connecting a charging station 11 with a
Ladebuchse 12 gemäß einer weiteren Ausführungsform. Gleiche Elemente in Bezug auf Figur 1 sind mit gleichen Bezugszeichen versehen und werden nicht näher erläutert. Die Vorrichtung 10 kann dabei eine Kommunikationsvorrichtung 27 umfassen, die Daten von dem Fahrzeug empfängt. Die Datenübertragung kann dabei unidirektional von dem Fahrzeug 13 in Richtung der Charging socket 12 according to another embodiment. The same elements with respect to Figure 1 are provided with the same reference numerals and are not explained in detail. The device 10 may include a communication device 27 receiving data from the vehicle. The data transmission can unidirectionally from the vehicle 13 in the direction of
Kommunikationsvorrichtung 27 erfolgen. Alternativ ist auch eine bidirektionale Datenübertragung zwischen Fahrzeug 13 und Kommunikationsvorrichtung 27 möglich. Die Kommunikationsvorrichtung 27 kann zum Beispiel eine Communication device 27 done. Alternatively, a bidirectional data transmission between the vehicle 13 and communication device 27 is possible. The communication device 27 may be, for example, a
Funkschnittstelle 28 umfassen. Mittels dieser Funkschnittstelle 28 ist eine kabellose Datenübertragung zwischen Kommunikationsvorrichtung 27 und Radio interface 28 include. By means of this radio interface 28 is a wireless data transmission between communication device 27 and
Fahrzeug 13 möglich. Beispielsweise kann die Funkschnittstelle 28 eine WLAN- Verbindung mit dem Fahrzeug 13 aufbauen. Alternativ ist auch eine Verbindung über ein Mobilfunknetz möglich, zum Beispiel GSM, UMTS oder LTE. Ferner kann auch ein kabelloser Datenaustausch mittels Nahfeldkommunikation (NFC/RFID) erfolgen. Weitere kabellose Kommunikationsverfahren sind darüber hinaus ebenso möglich. Zusätzlich oder alternativ kann die Kommunikationsvorrichtung 27 auch einen optischen Sensor oder eine optische Schnittstelle umfassen. Vehicle 13 possible. For example, the radio interface 28 can establish a WLAN connection with the vehicle 13. Alternatively, a connection via a mobile network is possible, for example GSM, UMTS or LTE. Furthermore, a wireless data exchange by means of near field communication (NFC / RFID) can take place. Other wireless communication methods are also possible. Additionally or alternatively, the communication device 27 may also include an optical sensor or an optical interface.
Beispielsweise kann es sich bei dem optischen Sensor 29 um eine Kamera, einen Barcodescanner oder einen QR-Code-Scanner handeln. Weitere Vorrichtungen zum Empfangen von Daten von dem Fahrzeug 13 bzw. zum Datenaustausch zwischen Fahrzeug 13 und Vorrichtung 10 zum automatischen Verbinden bzw. zur Weitergabe der Information, dass ein sich bewegendes Objekt detektiert wurde, sind darüber hinaus ebenso möglich.  For example, the optical sensor 29 may be a camera, a bar code scanner or a QR code scanner. Moreover, other devices for receiving data from the vehicle 13 and for exchanging data between the vehicle 13 and device 10 for automatically connecting or passing on the information that a moving object has been detected are also possible.
Die Kommunikationsvorrichtung 27 kann von dem Fahrzeug 13  The communication device 27 may be provided by the vehicle 13
fahrzeugspezifische Daten empfangen, insbesondere Daten, die für das Aufladen des Energiespeichers 30 in dem Fahrzeug 13 relevant sind. Diese Daten können beispielsweise Autorisierungsdaten, Abrechnungsparameter, Ladespannung, Ladestrom, Batteriekapazität und weitere Ladeparameter umfassen. Darüber hinaus können in den übertragenen Daten auch Informationen über die Position der Ladebuchse 12 an dem Fahrzeug 13 enthalten sein. Ferner kann die Kommunikationsvorrichtung 27 auch Daten über die abgestellte Position des Fahrzeugs 13 in Bezug auf die Ladestation 11 empfangen und auch Daten enthalten, die der Nahfeldsensor 20 bzgl. detektierter sich bewegender Objekte (Lebewesen, Tiere, Mensch, etc.) weiterzugeben hat. receive vehicle-specific data, in particular data that are relevant for charging the energy storage device 30 in the vehicle 13. These data may include, for example, authorization data, billing parameters, charging voltage, charging current, battery capacity and other charging parameters. In addition, information about the position of the charging socket 12 on the vehicle 13 may also be included in the transmitted data. Furthermore, the Communication device 27 also receive data about the parked position of the vehicle 13 with respect to the charging station 11 and also contain data that the near field sensor 20 with respect to detected moving objects (living beings, animals, humans, etc.) has passed.

Claims

Ansprüche claims
Vorrichtung (10) zum Überwachen einer Ladestation (11) beim Verbinden der Ladestation (11) mit einer Ladebuchse (12) eines Fahrzeugs (13), wobei die Ladestation (11) einen Kontaktkopf (14) aufweist, der mit einer Spannungsquelle (15) der Ladestation (11) elektrisch verbunden ist, einer Einführvorrichtung (16), die dazu ausgelegt ist, den Kontaktkopf (14) automatisch in die Ladebuchse (12) des Fahrzeugs (13) einzuführen, dadurch gekennzeichnet, dass die Ladestation (11) mit einer Sensorhaut (17) überzogen ist. Device (10) for monitoring a charging station (11) when connecting the charging station (11) to a charging socket (12) of a vehicle (13), the charging station (11) having a contact head (14) connected to a voltage source (15). the charging station (11) is electrically connected, an insertion device (16) which is adapted to automatically insert the contact head (14) in the charging socket (12) of the vehicle (13), characterized in that the charging station (11) with a Sensor skin (17) is coated.
Vorrichtung (10) zum Überwachen einer Ladestation (11) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensorhaut (17) die Bewegung des Roboters nicht beeinträchtigt. Device (10) for monitoring a charging station (11) according to claim 1, characterized in that the sensor skin (17) does not interfere with the movement of the robot.
Vorrichtung (10) zum Überwachen einer Ladestation (11) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensorhaut (17) aus Einzelsensoren (17.1, 17.2, 17.n) aufgebaut ist. Device (10) for monitoring a charging station (11) according to one of the preceding claims, characterized in that the sensor skin (17) consists of individual sensors (17.1, 17.2, 17.n).
Vorrichtung (10) zum Überwachen einer Ladestation (11) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Einzelsensor (17.x) mindestens ein Piezoelement (18) aufweisen. Device (10) for monitoring a charging station (11) according to one of the preceding claims, characterized in that each individual sensor (17.x) has at least one piezoelectric element (18).
Vorrichtung (10) zum Überwachen einer Ladestation (11) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Piezoelement (18) mindestens einen Nanodraht (19) aufweist. Device (10) for monitoring a charging station (11) according to claim 4, characterized in that the piezoelectric element (18) has at least one nanowire (19).
Vorrichtung (10) zum Überwachen einer Ladestation (11) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Nanodraht (19) Zinkoxid aufweist. Device (10) for monitoring a charging station (11) according to claim 5, characterized in that the nanowire (19) comprises zinc oxide.
Vorrichtung (10) zum Überwachen einer Ladestation (11) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ladestation (11) und/oder das Fahrzeug (13) mindestens einen Nahfeldsensor (20) aufweist. Device (10) for monitoring a charging station (11) according to one of the preceding claims, characterized in that the charging station (11) and / or the vehicle (13) has at least one near field sensor (20).
8. Vorrichtung (10) zum Überwachen einer Ladestation (11) nach 8. Device (10) for monitoring a charging station (11) according to
Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Nahfeldsensor (20) optisch, kapazitiv, induktiv, mittels Ultraschall, mittels Infrarot oder mittels Radar arbeitet.  Claim 7, characterized in that the at least one near field sensor (20) operates optically, capacitively, inductively, by means of ultrasound, by means of infrared or by means of radar.
9. Vorrichtung (10) zum Überwachen einer Ladestation (11) nach 9. Device (10) for monitoring a charging station (11) according to
Anspruch 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Nahfeldsensor (20) geeignet ist, Objekte (21), vorzugsweise bewegte Objekte, zu detektieren.  Claims 7 and 8, characterized in that the at least one near field sensor (20) is suitable for detecting objects (21), preferably moving objects.
10. Vorrichtung (10) zum Überwachen einer Ladestation (11) nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Nahfeldsensor (20) geeignet ist, die detektierten Objekte (21), auf ein Gefahrenpotential hin zu klassifizieren. 10. Device (10) for monitoring a charging station (11) according to any one of claims 7 to 9, characterized in that the at least one near field sensor (20) is adapted to classify the detected objects (21), towards a hazard potential.
11. Vorrichtung (10) zum Überwachen einer Ladestation (11) nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der 11. Device (10) for monitoring a charging station (11) according to one of claims 7 to 10, characterized in that the
Nahfeldsensor (20) Teil einer Umfeldsensorik (21) des Fahrzeugs (13) ist.  Near field sensor (20) is part of an environmental sensor system (21) of the vehicle (13).
PCT/EP2016/076419 2015-12-02 2016-11-02 Monitoring device for monitoring an energy transmission unit WO2017092953A1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102015223993.4A DE102015223993A1 (en) 2015-12-02 2015-12-02 Monitoring device for monitoring a power transmission device
DE102015223993.4 2015-12-02

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2017092953A1 true WO2017092953A1 (en) 2017-06-08

Family

ID=57218919

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2016/076419 WO2017092953A1 (en) 2015-12-02 2016-11-02 Monitoring device for monitoring an energy transmission unit

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102015223993A1 (en)
WO (1) WO2017092953A1 (en)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108569153B (en) * 2017-07-14 2020-05-12 杭州西力智能科技股份有限公司 Wall-hanging electric pile that fills
CN108569152B (en) * 2017-07-14 2020-05-12 杭州西力智能科技股份有限公司 Super-power charger
DE102018202589A1 (en) 2018-02-21 2019-08-22 Audi Ag Battery for an electrically driven motor vehicle and charging device for charging a battery of an electrically driven motor vehicle
DE102018119198A1 (en) * 2018-08-07 2020-02-13 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Device and method for the detection of foreign objects and charging station

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090079388A1 (en) * 2007-09-20 2009-03-26 Mahidhar Reddy Automated recharging system
DE102009001080A1 (en) 2009-02-23 2010-08-26 Robert Bosch Gmbh Autonomous charging device for Plugln hybrid vehicles
US7999506B1 (en) * 2008-04-09 2011-08-16 SeventhDigit Corporation System to automatically recharge vehicles with batteries
EP2730454A2 (en) * 2012-11-08 2014-05-14 Honda Motor Co., Ltd. Vehicle environment monitoring apparatus

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090079388A1 (en) * 2007-09-20 2009-03-26 Mahidhar Reddy Automated recharging system
US7999506B1 (en) * 2008-04-09 2011-08-16 SeventhDigit Corporation System to automatically recharge vehicles with batteries
DE102009001080A1 (en) 2009-02-23 2010-08-26 Robert Bosch Gmbh Autonomous charging device for Plugln hybrid vehicles
EP2730454A2 (en) * 2012-11-08 2014-05-14 Honda Motor Co., Ltd. Vehicle environment monitoring apparatus

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
MARKUS FRITZSCHE ET AL: "Tactile sensing", HUMAN-ROBOT INTERACTION, ACM, 2 PENN PLAZA, SUITE 701 NEW YORK NY 10121-0701 USA, 6 March 2011 (2011-03-06), pages 139 - 140, XP058002236, ISBN: 978-1-4503-0561-7, DOI: 10.1145/1957656.1957700 *
N.N.: "Sensorhaut stoppt Roboter", AUTOMATIONS PRAXIS, 27 May 2014 (2014-05-27), pages 24, XP055332595, Retrieved from the Internet <URL:https://www.smarticle.com/app/#/html5/609362a77e/yqbkwUE4pfTD9/page/24> [retrieved on 20170105] *
ZHONG LIN WANG ET AL: "Piezotronics for sensors and energy technology", SPIE NEWSROOM, 17 March 2014 (2014-03-17), XP055332578, DOI: 10.1117/2.1201403.005374 *

Also Published As

Publication number Publication date
DE102015223993A1 (en) 2017-06-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2017092953A1 (en) Monitoring device for monitoring an energy transmission unit
EP3390140B1 (en) Method for providing energy between an energy supplier and a motor vehicle
DE102012211151B4 (en) Charging arrangement and method for inductive charging of an electrical energy store
WO2016066455A1 (en) Method and base unit for inductively charging electric and hybrid vehicles
EP3390139B1 (en) Method for implementing power supply procedures from at least one power supply unit to a plurality of motor vehicles to be supplied with power and power supply unit
DE102015117116A1 (en) Non-contact vehicle charging system
DE102013101567A1 (en) CONTROL PROCEDURE FOR CLEANING ROBOT
EP3031658A1 (en) Charging method for an energy storage device of a vehicle
DE102012015262A1 (en) Method for positioning a motor vehicle, system with such a motor vehicle and motor vehicles
DE102015111118A1 (en) INFRARED TRIANGULATION METHOD FOR POSITIONING VEHICLES FOR THE CONTACTLESS LOADING OF ELECTRIC VEHICLES
DE102014213195A1 (en) Device and method for operating an inductive charging system
EP2741937A2 (en) Charging station and method for inductively charging the traction battery of an electrically driven vehicle
WO2019011648A1 (en) Method for producing an electrical connection of a vehicle contact unit, vehicle connection device, and vehicle
DE102013217713A1 (en) Inductive power transmission coil, charging station, method of positioning an inductive power transmission device, and method of detecting a foreign object between a transmission coil and a reception coil
DE102013206587A1 (en) System for controlling the charging process of an electric and / or hybrid vehicle
DE102014000747B4 (en) System for monitoring a space between a charging plate of a stationary inductive charging device and a charging plate of a parked vehicle
DE112013006373T5 (en) Foreign matter detection device
DE102015216899A1 (en) Location of charging coils integrated in distance sensors
DE102013217718A1 (en) Charging station for inductive energy transfer and method for positioning an inductive energy transfer device
DE102011007771A1 (en) System and method for docking an electric vehicle to a charging device
DE102022101367A1 (en) Systems and methods for wireless vehicle power transmission to vehicle devices using misalignment sensors
WO2020074186A1 (en) Inductive charging system and positioning method
DE102018008241A1 (en) Method for automatically initiating a wired charging process by a robot arm and charging device
DE102011117685A1 (en) Wireless charging system for, e.g. electric car, has presence detector that is provided on vehicle, such that monitoring region of presence detector borders energy sink provided on vehicle
DE102017120817A1 (en) Method for operating a charging park for charging electrically driven vehicles and charging park for carrying out the method

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 16788724

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 16788724

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1