BR112015009021B1

BR112015009021B1 - Dispositivo de carga

Info

Publication number: BR112015009021B1
Application number: BR112015009021-4A
Authority: BR
Inventors: Siegfried Hauptenbuchner; Thomas Scherer; George Schröder; Matthias Schubert; Jörg Welschholz; Roland Drees
Original assignee: Kostal Kontakt Systeme Gmbh
Priority date: 2012-10-22
Filing date: 2013-10-18
Publication date: 2021-07-20
Also published as: EP2909059A2; MX339380B; JP6225192B2; WO2014064019A2; CN104736381A; KR20150073977A; CN104736381B; BR112015009021A2; DE102012020592A1; US20150210176A1; WO2014064019A3; US9725002B2; KR102066766B1; MX2015004971A; EP2909059B1; ES2587722T3; JP2015535167A

Abstract

dispositivo de carga. a invenção refere-se a um dispositivo de carga para carregar um veículo elétrico em uma estação de carga, compreendendo um primeiro módulo de carga do lado da estação de carga e um segundo módulo de carga do lado de veículo os quais compreende elementos de contato elétrico que podem ser interconectados. a citada estação de carga compreendendo um dispositivo automático de alimentação que aciona os citados elementos de contato elétrico da estação de carga para serem conectados aos elementos de contato elétrico do veículo elétrico. a citada estação de carga compreendendo um dispositivo de posicionamento automático para anexar o primeiro módulo de carga ao referido segundo módulo de carga, e os elementos de contato do primeiro e do segundo módulos de carga sendo anexáveis entre si sem superar uma força de contato.

Description

[001] A invenção refere-se a um dispositivo de carga para carregar um veículo elétrico em uma estação de carga, com um primeiro módulo de carga do lado da estação de carga e um segundo módulo de carga do lado de veículo tendo elementos de contato elétrico interconectáveis, em que a estação de carga compreende um dispositivo automático de alimentação, através do acionamento dos elementos de contato elétrico da estação de carga, a elétrica com os elementos de contato do veículo elétrico pode ser conectada.

[002] Para recarregar as baterias de tração de um veículo elétrico em uma estação de carga, as montagens de contato ligadas são conhecidas por levar a corrente de carga por meio de cabos elétricos e montagem de conector no veículo, bem como, dispositivos sem contato que transmitem uma corrente de carga para modo indutivo de um rolamento do transformador do lado da estação de carga em um rolamento do transformador montado no veículo.

[003] Os dispositivos indutivos de carga geralmente permitem uma carga adequada, já que nenhum contato elétrico deve ser ligado entre si e unido entre si, os rolamentos do transformador podem ser posicionados por dispositivos automáticos entre si.

[004] Os dispositivos de carga de Capa Dura de Contato, entretanto, são muito econômicos para operar, pois têm uma eficiência superior e, desse modo, perdas menores comparadas aos dispositivos indutivos de carga. Além disso, os cargas ligados por contato têm uma simples estrutura e assim serem particularmente econômicos. A desvantagem é que os elementos de contato elétrico devem ser unidos, o que deve ser feito manualmente pela união das peças de conector na maior parte.

[005] Um aparelho de carga que compreende um dispositivo de alimentação automática para a ligação de elementos de contato, é conhecido a partir da publicação alemã DE 10 2009 010 120 A1. Com este carregador, o veículo elétrico deve estar posicionado exatamente na estação de carga de modo que os elementos de contato podem ser mesclados. O documento propõe organizar o veículo em esteiras - semelhante a uma lavagem de carro, em direções e longitudinais e transversais, por exemplo, por meio de auxílios ópticos, para que fique em uma posição oposta entre ele e seus contatos elétricos nos contatos elétricos de acoplamento na estação de carga.

[006] DE 10 2009 010 120 A1 descreve as porções de extremidade na forma modelada de teto em seção cruzada dos contatos elétricos em formato de haste da estação de carga e para colidir nas superfícies inclinadas com a introdução dos contatos do sistema da bateria a ser carregada. Além do mais, é proposto que os contatos da estação de carga sejam completamente rígidos, porém na medida flexível de modo resiliente que possam encontrar ainda com pequenos desvios laterais do composto em direção aos contatos correspondentes.

[007] De modo geral, a realização prática de um carregador com contatos conectáveis motorizados não ocorre sem problemas. A conexão dos elementos de contato elétrico por máquina exige uma detecção muito precisa da posição dos elementos ligados de contato, alinhamento mecânico preciso dos elementos de contato entre si e um comportamento “sensível” ao conectar e desconectar os contatos de plugue, e para impedir dano ou deterioração dos elementos de contato elétrico. Garantir, particularmente, que os elementos de contato estejam exatamente alinhados ao conectar-se entre si de modo que não cruzem o outro. Um dispositivo de carga que atende essas exigências normalmente exige um alto esforço técnico e financeiro.

[008] Foi, portanto, um objetivo fornecer um dispositivo de carga para carregar um veículo elétrico, que é caracterizado por uma construção relativamente simples e barata e permite um desgaste seguro e muito baixo conectando os elementos de contato elétrico.

[009] Este objetivo é atingido de modo que a estação de carga tenha um dispositivo de posicionamento automático para anexar o primeiro módulo de carga ao segundo módulo de carga, e que os elementos de contato do primeiro e do segundo módulo de carga sejam anexáveis entre si sem superar uma força de contato.

[0010] Enquanto DE 10 2009 010 120 A1, uma proposta simples de carga com elementos de contato móveis motorizados é fornecida de acordo com a invenção no dispositivo de carga descrito neste documento, além de produzir os elementos de contato contendo os módulos de carga posicionados entre si. Além disso, os elementos de contato dos dois módulos de carga não são forças de contato superadas conectadas entre si. Foi somente após unir os elementos de contato, a produção das forças de contato dos elementos de mola mecanicamente liberada entre os elementos de contato.

[0011] Como resultado, o processo automático de união dos elementos de contato é particularmente fácil e seguro. A montagem livre de força reduz o desgaste de contato e o risco de dano, tal como, inclinação dos elementos de contato. Entretanto, as altas forças de contato podem ser realizadas no final do processo de conexão, que fornece uma boa conexão elétrica entre os módulos de carga.

[0012] O posicionamento exato dos módulos de carga relativos entre si pode ser vantajosamente fornecido para centralizar e/ou por elementos de posicionamento em pelo menos um dos módulos de carga.

[0013] Quando os módulos de carga são mecanicamente travados juntos após a montagem para garantir o posicionamento preciso dos módulos de carga também durante a conexão dos elementos de contato elétrico é particularmente vantajoso.

[0014] A invenção será ilustrada pelos desenhos e descrita em detalhes. Figuras 1 até 4 mostram, respectivamente, um primeiro e um segundo módulo de carga e especificamente onde:

[0015] A Figura 1 como itens não relacionados;

[0016] A Figura 2 idem, em que o referido segundo módulo de carga é mostrado aberto;

[0017] A Figura 3 no estado parcialmente montado;

[0018] A Figura 4 na condição concluída; e

[0019] As Figura 5 a 8 mostram, respectivamente, uma fase durante a montagem dos primeiros e segundos elementos de contato.

[0020] A Figura 1 mostra um primeiro e um segundo módulo de carga 1 e 2 para carregar um veículo elétrico em uma estação de carga, os módulos de carga 1 e 2 são mostrados como ainda itens não ligados. O primeiro módulo de carga 1 é parte da estação de carga, não lá mostrado e, aqui indicado por um dispositivo de posicionamento automático em três direções mutuamente perpendiculares pelas setas de direção com os indicadores x, y, z, móveis. O posicionamento da mesma forma não mostrado pictoricamente reconhecido, por exemplo, por um sensor de câmera, cuja posição está disposta no segundo módulo de carga de veículo elétrico 2 e direcionada ao primeiro módulo de carga 1 através de acionadores de eixo múltiplo, que pode ser implantado, por exemplo, como um braço de robô relativo ao segundo módulo de carga 2, então, após uma união dos módulos de carga 1 e 2 e lá dispostos os elementos de contato 3 e 4 (Figura 5 até 8 são claramente mostradas) é possível.

[0021] O módulo de carga 2 que tem a forma de um cassete está disposto no corpo de um veículo elétrico. Os locais preferidos de montagem são a área atrás do para-choques frontal, preferivelmente atrás da placa de identificação, e na parte de baixo do veículo elétrico. Claramente isso não necessariamente significa que os dois módulos de carga 1 e 2 são unidos juntos em uma direção vertical; os módulos de carga 1 e 2 podem ser alternativamente alinhados entre si, de modo que a união possa ocorrer em uma direção horizontal ou em qualquer outra direção arbitrária.

[0022] A união dos módulos de carga 1 e 2 é dois suportes de elementos de posicionamento em formato de pino 5, cada com um sensor de força ou comutador no caso em que o primeiro módulo de carga 1 possa ser ligado. São os dois módulos de carga 1, 2 alinhados paralelos entre si, então tocando o alojamento do segundo módulo de carga 2 dos dois elementos de posicionamento 5 em quase o mesmo tempo. Já que a distância entre os dois elementos de posicionamento 5 é somente levemente menor do que a largura do alojamento do segundo módulo de carga 2 é devido à ativação simultânea dos elementos de posicionamento 5 também garantir que o segundo módulo de carga 2 na direção X aproximadamente centrada relativa ao primeiro módulo de carga 1 é alinhado e, portanto, o posicionamento da montagem dos dois módulos de carga 1 e 2 pode iniciar.

[0023] Durante o processo de anexação, ocorre ainda um alinhamento preciso dos dois módulos de carga 1 e 2 a partir do primeiro módulo de carga 1 do elemento de centralização 6, que aqui é mostrado como um corpo formado com duas superfícies de apoio inclinados 7. Alternativamente, pode ser também fornecido como elemento de centralização um corpo em forma de cone, por exemplo.

[0024] Conforme 2 até 4 ilustram, estão dentro do alojamento do segundo módulo de carga 2 duas barras de guia 8 moldadas, durante a união dos módulos de carga 1 e 2 nas superfícies de contato 7 a centralização 6 é estabelecida.

[0025] Os dois módulos de carga 1 e 2 assim, durante sua união através do primeiro módulo de carga 1 primeiramente ao movimentar os elementos de posicionamento 5 na direção Y, e, em segundo lugar, pelo elemento de centralização 6 e as redes de guia 8 precisamente alinhadas na direção X. A aproximação dos dois módulos de carga 1 e 2 na direção Z, bem como, uma convergência previamente ocorrendo dos módulos de carga 1 e 2 é relativa entre si também pelo posicionamento e pode ser suportada particularmente por um sensor ótico.

[0026] O alojamento do segundo módulo de carga 2 tem uma aba protetora 9 na qual é anexado o primeiro módulo de carga 1. Preferivelmente, pelo elemento de centralização 6 abre-se automaticamente.

[0027] No final do processo de união, os dois módulos de carga 1 e 2 na 4 posição mostrados em cada outro. Na última etapa, travar o alojamento dos dois módulos de carga 1 e 2 juntos mecanicamente. Isso pode ser realizado particularmente por um acionador no primeiro módulo de carga 1, um parafuso disposto 10 de elemento de centralização 6 com uma abertura de trinco aqui não identificável no segundo módulo de carga 2 conecta-se anatomicamente.

[0028] Os dois módulos de carga 1 e 2 são tão precisamente alinhados e mecanicamente fixados entre si.

[0029] Os módulos de carga intertravados 1 e 2 agora permitem que o primeiro elemento de contato 3 conecte-se no primeiro módulo de carga 1 com o segundo elemento de contato 4 no segundo módulo de carga 2, sem permitir que os módulos de carga 1 e 2 deslizem uns contra os outros. Por outro lado, é também vantajoso que até o bloqueio, os elementos de contato 3 e 4 dos módulos de carga 1 e 2 não interagem uns com os outros, de modo que assim o posicionamento de alinhamento e bloqueio dos módulos de carga de 1 e 2, de modo particularmente vantajoso, não sofra influência mecânica dos elementos de contato 3 e 4.

[0030] O primeiro módulo de carga 1 inclui duas aberturas de contato 17 (Identificadas em 1 até 3 ) de modo que os primeiros elementos de contato 3 possam ser estendidos por um acionamento de motor. Dos segundos elementos de contato 4 em 2 até 4, em cada caso, existe uma superfície externa de um elemento de mola 11 para produzir uma força de contato, e, em cada caso, uma fita de metal 18 passível de reconhecimento. As fitas de metal 18 formando-se em uma superfície externa do referido segundo módulo de carga 2 de terminais elétricos 19, que são conectáveis ao sistema elétrico do veículo elétrico.

[0031] Os primeiros e segundos elementos de contato 3 e 4 estão em Figuras 5 até 8 mostrados em diferentes fases de união. Essas fases de união não correspondem às fases 1 até 4 de montagem dos módulos de carga ilustradas em 1 e 2 , A união dos elementos de contato 3 e 4 inicia-se somente quando completamente ligados os módulos de carga 1 e 2 conforme mostra a Figura 4.

[0032] As Figuras 5 até 8, respectivamente, mostram uma visão em seção através do segundo módulo de carga 2 ao longo de um segundo elemento de contato,4 e por um primeiro elemento de contato 3 Que, do primeiro módulo de carga 1 no segundo elemento de contato 4 anexável. Os detalhes do primeiro módulo de carga 1 estão em 5 até 8 não mostrados. Foi dispensado, particularmente, também na representação de um sistema de acionador, que o primeiro elemento de contato 3 na direção ao segundo elemento de contato 4 muda. Esses acionadores podem, particularmente, ter componentes eletromotrizes, eletromagnéticos, hidráulicos ou pneumáticos, que são preferivelmente operados totalmente automaticamente por um sistema de controle eletrônico.

[0033] O segundo elemento de contato 4 que está disposto no alojamento do segundo módulo de carga 2 , aqui incluído como elemento da mola ômega 11 no qual as duas placas de contato justapostas 12 cercam. As porções de extremidade das pernas 13, elementos de mola 11 e folhas de contato 12 são equipadas com um suporte de contato de duas peças 14 conectadas. No elemento de mola 11 e placas de contato 12 de lado oposto, as duas peças 14a, 14b divergem, o transportador de contato 14 chanfra-se 15 de lá em direção ao lado externo do segundo elemento de contato 4 .

[0034] O primeiro elemento de contato 3 tem uma alça 20 e a alça 20 cerca a luva de guia 16 na alça oposta 20 é deslizável. Ambas as alças 20, bem como, a luva de guia 16, são posicionadas por um acionador não ilustrado na direção do segundo elemento de contato 4 , em que o primeiro e o segundo elemento de contato 3 e 4 são ligados entre si ou separáveis entre si. Conectar o primeiro e o segundo elemento de contato 3 e 4 é mostrado nas fases das Figuras 5 até 8.

[0035] Figura 5, o primeiro e o segundo elemento de contato 3 e 4 ainda não ligados. No início do processo de união das alças estão 20 e a luva de guia 16 juntas na direção do segundo elemento de contato 4 movimentado. As porções de extremidade livre da alça 20 é da luva de guia 16 cercada.

[0036] Na fase a seguir, que a Figura 6 mostra, a luva de guia 16 encontra o chanfro 15 do transportador de contato 14 e assim força as duas peças 14a, 14b o transportador de contato 14 e, portanto, também contata o transportador 14 de perna associada 13 do elemento de mola 11 e as duas placas de contato 12 separadas. Entre as placas de contato 12 criadas como um espaço 21 que é distante o suficiente da inserção de fricção de alças 20, resultando que 7 é mostrado durante a inserção, nenhuma força de contato sobre a alça 20 de modo que nenhum desgaste mecânico devido à fricção entre os elementos de contato 3 e 4 surgir. Somente quando a alça 20 tiver sua posição de extremidade pretendida, uma força de contato pra o plugue plano 20 gerada. Conforme mostra a Figura 8, isso é atingido de que a luva de guia 16 contra o plugue plano 20 e mudado do segundo elemento de contato 4 é transportado, em que as peças 14a . 14b o transportador de contato 14 pelo elemento de mola 11 são colocados juntos novamente e a perna 13 do elemento de mola 11 das placas de contato 12 às superfícies externas da alça 20 pressionadas.

[0037] Da mesma forma, a separação dos componentes elétricos dos dois elementos de contato 3 e 4 pode ser conduzida simultaneamente em que a sequência de 5 até 8 resumida é revertida. Lista de numeral de referência 1 primeiro módulo de carga (na Estação de carga) 2 segundo módulo de carga (no carro) 3 Elementos de contato (o módulo de carga) 4 Elementos de contato (no carro) 5 Elementos de posicionamento 6 Centralização 7 Superfícies de contato 8 Redes de guia 6 , 8 Centralização 9 Amortecedor 10 Parafuso 11 Elemento de mola 12 Folhas de contato 13 Pernas (elemento de mola) 14 Suporte de contato 14a, 14b Peças (transportador de contato) 15 Chanfros 16 Luva de guia 17 Aberturas de contato 18 Fita de metal 19 Terminais 20 Conector plano (pino) 21 Space x, y, z Direções (eixos espaciais)

Claims

1. Dispositivo de carga, para carregar um veículo elétrico em uma estação de carga, com um primeiro módulo de carga (1) do lado da estação de carga e um segundo módulo de carga (2) do lado de veículo que tem elementos de contato elétrico (3 e 4) que podem ser conectados entre si , para esse efeito, o dispositivo de carga possui uma instalação de automática de alimentação no lado da estação de carga sendo conectável aos elementos de contato elétrico (4) do módulo de carga (2) no lado do veículo, e pelo qual o dispositivo de carga, no lado da estação de carga tem um meio de posicionamento automático para anexar o primeiro módulo de carga (1) ao segundo módulo de carga (2), caracterizado pelo fato de os elementos de contato (3, 4) do primeiro e do segundo módulo de carga (1, 2) serem anexados entre si sem superar uma força de contato, sendo que um primeiro elemento de contato (3) tem um pino de contato (20) e uma luva de guia (16) que pode ser móvel contra o pino de contato (20) em um modo acionável, sendo que um segundo elemento de contato (4) tem duas placas de contato (12) acopladas a um elemento de mola (11) cuja a distância entre as mesmas pode ser variável contra a força do elemento de mola (11), e sendo que a posição da luva de guia (16) relativa ao segundo elemento de contato (4) pode influenciar a posição do elemento de mola (11) determinando a força de contato.

2. Dispositivo de carga, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de o dispositivo de posicionamento automático poder posicionar o primeiro módulo de carga (1) ao longo de três eixos espaciais mutuamente perpendiculares (x, y, z).

3. Dispositivo de carga, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de o dispositivo de posicionamento automático ter um dispositivo de controle eletrônico e um acionador de eixo múltiplo.

4. Dispositivo de carga, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de os módulos de carga (1, 2) poderem ser conectados entre si de modo de travamento de forma por meio de um trinco (10) que pode ser operado em uma forma de atuante após a sua montagem.

5. Dispositivo de carga, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de os módulos de carga (1, 2) terem meios de centralização cooperantes (6 e 8).

6. Dispositivo de carga, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de o primeiro módulo de carga (1) ter dois elementos de posicionamento em formato de pino (5), cada um dos quais sendo acoplado a um comutador ou a um sensor de força.

7. Dispositivo de carga, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de o pino de contato (20) ser construído como um plugue plano.

8. Dispositivo de carga, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de o segundo módulo de carga (2) ter uma cobertura de proteção (9) que fecha o alojamento do segundo módulo de carga (2) e é aberta pelo primeiro módulo de carga (1) quando conectada ao primeiro módulo de carga (1).