CN103314500A - 用于对电储能器进行充电的方法和充电站 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于借助充电站(101，501)对电储能器(201，303)进行充电的方法，其中检测电储能器(201，303)在充电站(101，501)上的电对接，其特征在于，当检测到在充电站(101，501)与所对接的储能器(201，303)之间交换的通信信号时，充电站(101，501)向所对接的电储能器(201，303)输送充电电能。此外，本发明涉及充电站(101，501)、电储能器(201，303)和移动装置(301，509)。

Description

用于对电储能器进行充电的方法和充电站

技术领域

本发明涉及一种用于对电储能器进行充电的方法和充电站。此外，本发明涉及一种电储能器和一种移动装置。

背景技术

自主自走式设备、例如自主的割草机是已知的。通常电运行这种自主自走式设备。尤其借助自主设备的蓄电池提供能量，其中必须周期性地在充电站上对蓄能器重新进行充电，所述充电站也可以称作基站。为此，自主的设备如此驶向基站或者充电站，使得其电对接在充电站的充电连接端上。当自主的设备没有位于基站中或者没有对接在基站上时，出于安全性原因不在基站的相应充电接触部上施加完全充电电压。因此，识别自主的设备在充电站上的可靠电对接是将完全充电电压接通到充电接触部上的重要前提。

通常，使用锂离子蓄电池作为电储能器。在这种锂离子蓄电池中，尤其必须非常准确地监视充电过程，因为不恰当的充电可能引起更高的火灾风险。为了确保恰当的充电，尤其借助设备本身上的控制器控制和监视蓄电池的充电过程。在这种情况下，必须在充电过程开始之前不仅确保自主的设备可靠地对接在充电站上而且确保负责充电监视的控制器正常运转。

用于通过充电站无源地探测所对接的自主的设备的方法是已知的。

例如在专利文献EP 1 706 797 B1中描述了通过探测自主的设备上的电阻网络来检测自主的设备在充电站上的对接过程。

在专利文献EP 1 721 279 B1中公开了自主的设备借助于探测由自主的设备提供的电压水平的对接过程。

但已知的探测方法的缺点是，不能够确保监视和控制充电过程的控制器正常运转。

发明内容

因此，本发明所基于的任务在于，说明用于对电储能器进行充电的方法和充电站，其克服已知的缺点并且确保电储能器在充电站上的可靠电耦合，以便能够实现储能器的可靠充电。

本发明所基于的任务还在于，提供一种电储能器，其能够可靠地对接在充电站上，以便能够实现储能器的可靠充电。

此外，本发明所基于的任务还在于，说明一种具有电储能器的移动装置，其中确保移动装置在充电站上的可靠电耦合，以便能够实现电储能器的可靠充电。

所述任务借助于独立权利要求的相应主题解决。有利的构型是各个从属权利要求的主题。

本发明包括以下思想：提供一种用于借助充电站对电储能器进行充电的方法。电储能器优选可以涉及蓄电池。电储能器尤其可以涉及锂离子蓄电池。电储能器优选包括用于对接到充电站的充电对接装置上的储能器对接装置。例如储能器对接装置可以包括两个充电接触部。特别地，一个充电接触部与一个发送电路连接，其中另一个充电接触部与接收电路连接。根据一个实施方式，电储能器的充电对接装置也包括两个充电接触部，其中可以优选地规定，一个充电接触部与发送电路连接并且另一个充电接触部与接收电路连接。发送电路通常也称作TX电路并且接收电路通常也称作RX电路。就此而言，相应的充电接触部也可以称作TX充电接触部和通常也称作RX充电接触部。

在第一步骤中，检测电储能器在充电站上的电对接。根据本发明，当检测到在充电站和所对接的储能器之间交换通信信号时，充电站才向所对接的储能器输送充电电能。因为当储能器可靠地对接在充电站上时尤其才能够实现充电站和储能器之间的通信信号的交换，所以由此确保储能器在充电站上的基于对接形成的可靠电耦合足够用于实现储能器的可靠充电。就此而言，电储能器可以将充电电压接通到其充电对接装置上。只要电储能器没有对接，则也不将完全充电电压接通到充电接触部上。

如果在充电站和所对接的储能器之间没有交换通信信号，则这通常是电储能器不再正常运转的标志。在这种情况下，充电电压会导致储能器的不恰当的充电。但因为当检测到所交换的通信信号(这是整个系统正常运转的标志)时根据本发明才向电储能器输送充电能量，所以以有利的方式避免不恰当的充电过程连同可能伴随的运行风险或者火灾风险。如果在充电站上没有对接电储能器或者移动装置，则或者完全不施加电压(就此而言，充电接触部是无电压的)或者在任何情况下施加小的无危险的电压。

此外，本发明包括以下思想：提供用于对电储能器进行充电的充电站。所述充电站包括用于对接电储能器的充电对接装置。此外，探测器被构造用于探测所对接的电储能器。此外，充电站包括控制单元，所述控制单元被构造用于在探测到所对接的储能器的情况下以电能加载充电对接装置。优选地，所述控制单元被构造为控制器、优选地被构造为微控制器。例如，充电站可以包括电能量源，所述电能量源通过控制单元与充电对接装置电连接，用于将充电电能输送至所对接的电储能器。根据本发明，探测器具有磁传感器和/或用于在充电站和所对接的储能器之间交换通信信号的通信接口。所述接口尤其可以涉及E/A-232接口。注意的是，本发明不仅限于RS232传输协议，而是通常可以规定任意传输协议，尤其是双向传输协议。尤其在充电对接装置具有两个充电接触部的情况下，充电站和所对接的电储能器之间的通信信号的交换通过所述两个充电接触部进行。例如充电站和所对接的储能器之间的通信可以借助于充电电压、尤其是施加在充电接触部上的充电电压的调制来实现。这种调制也称作电力线通信。所述实施方式尤其提供以下优点：通过已经存在的充电接触部能够实现通信。就此而言，不必再提供额外的通信接口。由此尤其能够降低成本。此外还能够实现特别紧凑的结构。

此外，本发明包括以下思想：提供电储能器，所述电储能器包括用于对接到充电站的充电对接装置上的储能器对接装置。例如，所述储能器对接装置可以具有一个或多个充电接触部、尤其是两个充电接触部。优选地，一个充电接触部与RX电路连接并且另一个充电接触部与TX电路连接。就此而言，相应的充电接触部也可以称作RX充电接触部和称作TX充电接触部。此外，电储能器具有磁铁和/或用于在充电站和所对接的电储能器之间交换通信信号的储能器通信接口。优选地，电储能器包括充电控制单元，所述充电控制单元尤其可以监视和/或控制充电过程。特别地，充电控制单元可以被构造为控制器、尤其被构造为微控制器。优选地，储能器通信接口和储能器对接装置可以整体构造。也就是说，通过储能器对接装置能够实现与充电站的通信信号交换。优选地，通过储能器对接装置的一个充电接触部或通过储能器对接装置的多个充电接触部交换通信信号。所述实施方式也能够实现特别紧凑的结构，因为不需要额外的通信接口。尤其当电储能器具有磁铁时，充电站可以借助探测器磁地检测电储能器在充电站上的对接，所述探测器例如可以包括磁传感器。因为相应的磁场包围磁铁，所以可以说磁铁向充电站发送磁通信信号。

此外，本发明包括以下思想：提供包括电储能器的移动装置。所述移动装置还具有用于将电储能器对接在充电站上的对接装置。此外，移动装置具有控制单元，所述控制单元被构造用于通过对接装置发送和接收通信信号。优选地，所述对接装置包括一个或多个、尤其两个充电接触部，通过所述充电接触部能够向电储能器供给充电电能。优选地，一个充电接触部与RX电路连接并且另一个充电接触部与TX电路连接。就此而言，相应的充电接触部也可以称作RX充电接触部和称作TX充电接触部。特别地，对接装置涉及以上描述的电储能器的储能器对接装置。根据一个实施方式可以规定，移动装置具有磁铁，从而具有磁传感器的充电站可以磁地、可靠地检测移动装置在充电站上的对接。根据另一个实施方式，移动装置可以涉及半自主的移动装置或自主的移动装置。移动装置也可以称作工作设备、尤其称作自走式工作设备。优选地，所述移动装置涉及割草机、尤其是自主的割草机，或者涉及花园助理、尤其是自主的花园助理。根据另一个实施方式，移动装置也可以是地面运输工具或用于乘客和/或货物运输的电运行机动车。优选地，移动装置可以涉及工作设备。

如果接下来描述充电站和电储能器之间的通信，则由此还应同时包括充电站和移动装置之间的相应通信并且反之亦然。

根据一个实施方式，充电站和移动装置或者电储能器半双工和/或全双工地通信。优选地，通过一个或多个、尤其通过两个充电接触部、优选通过施加在充电接触部上的电压、尤其是充电电压的调制交换通信信号。充电接触部也可以称作“引脚(Pins)”。优选地，使用E/A-232接口用于通信信号的交换。用于这种接口的电子电路通常已经在很多充电站或者移动装置中存在，从而实现简单的数据接口，为此无需复杂的改造措施。全双工通信也可以称作双向通信。

根据一个实施方式，所交换的通信信号包括用于识别充电站和/或储能器的识别信号。例如也可以设置多个识别信号。所述实施方式尤其提供以下优点：可以借助充电站仅仅对确定的储能器或者移动装置进行充电。不可靠的储能器或不可靠的移动装置不被充电站接受。由此还可以相反地实现：可以仅仅借助于确定的充电站运行储能器或者移动装置。因此，可以以有利的方式实现移动装置或者储能器的防盗，因为仅仅可以借助确定的充电站对所述移动装置或者储能器进行充电。在没有合适的充电站的情况下，移动装置或者工作设备是没用的。

根据一个实施方式，当检测到在充电站和所对接的储能器之间不存在所交换的通信信号时，充电站向所对接的储能器输送紧急充电电能。如果在充电站和所对接的储能器之间没有交换通信信号，则这是电储能器尤其因为深度放电保护而关断的标志。就此而言，具有这种电储能器的移动装置不在运行中。这种移动装置也可以称作电死的移动装置。然而，因为根据本发明当在充电站和所对接的储能器之间交换通信信号时才向电储能器输送充电电能，所以在电死的移动装置或者在关断的电储能器的情况下永远不发生充电电能的这样的输送。但因为根据所述示例性的实施方式检测到不存在所交换的通信信号并且随后向所对接的储能器输送紧急充电电能，所以由此如此程度地向电储能器供给电能，使得电储能器或者移动装置尤其可能在足够长的充电持续时间之后可以借助紧急充电能量与充电站交换通信信号。随后又检测所述交换，紧接着充电站因此将完全充电电压接通到其充电对接装置上，从而可以加载电储能器。可能的充电控制单元由于所输送的紧急充电能量也具有足够的能量，以便可以控制和/或监视正常的、可靠的充电过程。如以上所述的向蓄电池输送的紧急充电能量尤其是这样的：其仅仅从电压水平和/或电流强度方面如此受限制，使得其在任何时刻对于生物和/或待充电的蓄电池都不危险。

根据一个实施方式，检测电储能器的对接包括以电参量、例如电流和/或电压加载电储能器。优选地，对电储能器的充电或监视电路上的电容器进行充电并且测量电容器电压的时间变化曲线。例如还可以规定，对移动装置的电容器进行充电。特别地，充电站可以向充电接触部发送更小且因此更可靠大小的电流脉冲。在电储能器或者移动装置对接时，所述电流脉冲可以对移动装置的电路中的电容器进行充电。然后，在电流脉冲之间的间歇中测量充电接触部上的电压。如果没有电储能器或者没有移动装置对接在充电站上，则充电接触部上也探测不到电压。但如果电储能器或者移动装置对接在充电站上，则可测得在时间上衰减的电压，所述电压对于确定尺寸的电容器的放电曲线是特有的，也就是说尤其是容量。电容器在电储能器中或者移动装置中的存在在电死的移动装置中或者在关断的储能器中也可探测到，从而还可以通过电容器电压的测量探测可靠的对接。

根据另一个实施方式，在对接时，电闭合借助充电站供给电能的电振荡回路。这种电振荡回路尤其也可以称作振荡器回路。基于电储能器或者工作装置对接在充电站上，可以使振荡回路完整或者闭合，所述振荡回路因此产生电振荡，这也可以称作振荡器回路的开始运行。只要电储能器或者移动装置还没有对接在充电站上，则充电站中的振荡电路是断开的并且就此而言是不完整的、因此也不能运转。在电储能器中或者在移动装置中可以设置一个无源组件或多个无源组件、例如电容器和/或线圈，其在对接时使振荡回路完整。因为振荡回路由充电站供电，所以完整的回路也可以在电死的移动装置中或者在关断的储能器中运转，从而因此也能够实现可靠的对接。

附图说明

接下来根据优选的实施例参考附图详细解释本发明。在此示出：

图1：充电站，

图2：电储能器，

图3：移动装置，

图4：用于对电储能器进行充电的方法的流程图，

图5：充电站和移动装置，

图6a、6b、6c：对接过程的示例性流程，

图7：通信的时间过程，

图8：通信的另一时间过程。

接下来，对于相同的元件使用相同的参考标记。

具体实施方式

图1示出用于对电储能器(未示出)进行充电的充电站101。充电站101也可以称作基站(BS)。充电站101包括充电对接装置103，所述充电对接装置被构造用于如此接收电储能器，使得所述电储能器对接在充电站上。充电对接装置103具有两个充电接触部105，可以以充电电压加载所述两个充电接触部。此外，充电站101具有用于探测所对接的电储能器的探测器107。探测器107具有磁传感器109和用于在充电站和所对接的电储能器之间交换通信信号的通信接口111。此外设有控制单元113，所述控制单元被构造用于在探测到所对接的储能器的情况下以电能加载充电对接装置103。也就是说，特别地，如果电储能器对接在充电对接装置103上并且借助探测器107探测到所述对接，则控制单元113以充电电压加载两个充电接触部105，从而可以对电储能器进行充电。如果没有电储能器对接在充电站101上，则也不在充电接触部105上施加充电电压。在另一未示出的实施方式中，探测器可以具有仅仅一个磁传感器109或具有仅仅一个通信接口111。优选地，通信接口111涉及E/A-232接口。特别地，通信接口111可以与两个充电接触部105整体构成。也就是说，特别地，在电储能器和充电站101之间通过两个充电接触部105、例如通过电压调制进行通信。这类通信也可以称作电力线通信。优选地，充电站101和电储能器半双工地通过两个充电接触部105通信。但也可以设置双向通信——也就是说全双工。因为根据本发明当充电站101和电储能器彼此可靠地耦合时才施加完全充电电压，所以在此以有利的方式降低基于高充电电压和充电电流的可能的损伤危险。如果没有电储能器对接在充电站101上，则或者完全不在充电接触部105上施加电压或者仅仅施加无危险的电压。

图2示出电储能器201，所述电储能器例如可以被构造为锂离子蓄电池。电储能器201包括具有两个充电接触部205的储能器对接装置203。特别地，两个充电接触部205可以被构造为对接到图1中的充电站101的充电对接装置103的充电接触部105上。此外，电储能器201具有磁铁207。如果例如将电储能器201对接到图1的充电站101上，则磁传感器109检测电储能器201的磁铁207，从而由此可以检测电储能器201在充电站101上的可靠对接。因为磁场(未示出)包围磁铁207，所以就此而言由电储能器201向充电站101发送磁信号。所述磁信号也可以称作通信信号、尤其可以称作磁通信信号。如果磁传感器109探测到借助于磁铁207发送的磁通信信号，则向电储能器201输送充电电能。此外，电储能器201还具有充电控制单元209，所述充电控制单元尤其被构造用于控制和/或监视电储能器201的充电过程。

图3示出包括电储能器303的移动装置301。电储能器303例如可以被构造为锂离子蓄电池。此外，移动装置301具有对接装置，所述对接装置具有两个充电接触部307。充电接触部307尤其被如此构造，以便通过充电站101的充电对接装置103的充电接触部105对接到充电站101上，从而充电站101可以通过充电接触部307向电储能器303输送充电电能——例如充电电压，从而对电储能器303进行充电。为了监视电储能器303的充电过程，此外设置控制单元309。控制单元309被进一步构造用于通过对接装置305发送和接收通信信号。特别地，控制单元309可以通过对接装置305的两个充电接触部307发送或者接收通信信号。此外，移动装置301具有磁铁311，从而图1中的充电站101可以借助磁传感器109探测所述磁铁311，从而由此可以检测移动装置301在充电站101上的可靠对接。移动装置301例如可以被构造为移动的割草机。在其他没有示出的实施例中移动装置301也可以构造作自主的花园助理、自主的设备、地面运输工具、用于乘客和/或货物运输的电运行机动车。通常，移动装置301也可以称作工作设备(AG)，尤其称作半自主的或自主的工作设备。在另一未示出的实施方式中，移动装置301的电储能器303也可以涉及在图2中示出的电储能器201。在这种情况下，如果确保充电控制单元209也被构造用于通过储能器对接装置203的两个充电接触部205发送或者接收信号，则例如可以放弃对接装置305和/或例如放弃磁铁311和/或尤其还可以放弃控制单元309。

图4示出用于借助充电站对电储能器进行充电的方法的优选实施方式的示意性流程图。在第一步骤401中，检测电储能器在充电站上的电对接。在步骤403中，在充电站和所对接的储能器之间进行通信信号的交换。如果在步骤405中检测到所述交换，则在步骤407中借助充电站向电储能器输送充电电能。因此以有利的方式确保：当电储能器可靠地对接在充电站上时，充电站才在其充电接触部上施加充电电压。在另一优选的、未示出的实施方式中还可以规定，具有电储能器的移动装置对接到充电站上。上述步骤401至407类似适用。

图5示出具有充电对接装置503的充电站501。所述充电对接装置包括两个充电接触部505，所述两个充电接触部接下来也可以称作第一接触部。充电接触部505分别与发送(TX)电路和接收(RX)电路连接。为清楚起见，未画出这两个电路。此外，两个第一充电接触部505可通断地与电源(未示出)连接。两个第一充电接触部505被构造成与移动装置509的充电接触部507对接，所述充电接触部507接下来也可以称作第二充电接触部。也就是说，移动装置509可以通过第二充电接触部507对接到充电站501的第一充电接触部505上。移动装置509具有电储能器(未示出)，所述电储能器尤其给移动装置509的驱动电机(未示出)供给电能。充电站501还具有磁传感器511，当移动装置509对接在充电站509上时，所述磁传感器511可以探测到移动装置509的磁铁513。

此外，设置边界线515，所述边界线限界工作面517，其中在边界线515上印有电流信号I。可以借助移动装置509检测、例如感应地检测所述电流，从而移动装置509不驶出边界线515并且就此而言在工作面517上工作。在工作面517上，尤其自主地或半自主地运行移动装置509。例如如果移动装置509涉及自主的割草机，则工作面517可以是一个草坪，借助于移动装置509对所述草坪进行割草。例如如果移动装置509涉及自主的或半自主的吸尘器，则工作面517可以是地板和/或地毯，借助吸尘器对所述地板和/或地毯进行清洁。

在此未示出的实施例中，磁传感器511被构造为磁开关，其在检测到磁铁513时、也就是说当移动装置509对接在充电站501上时闭合，从而以充电电压加载两个充电接触部505。如果移动装置509没有对接在充电站501上，则磁开关511是断开的并且就此而言在第一接触部505上没有施加充电电压。不仅充电站501而且移动装置509分别具有控制单元(未示出)，所述控制单元分别被如此构造成通过相应的充电接触部505和507发送和接收通信信号，使得能够在充电站501和移动装置509之间实现通信信号的交换。例如可以发生在充电接触部505和507上施加的电压的调制。尤其可以发生半双工通信或全双工通信。全双工通信也可以称作充电站501和移动装置509之间的双向通信。在此示出的磁开关511通常也用于其他实施例并且就此而言不应仅仅限于在图5中示出的实施例。

图6a、6b和6c示出移动装置509在充电站501上的对接过程的示例性流程。如在图6a中所示的那样，移动装置509处理工作面517并且位于自主的或半自主的运行模式中。如果例如移动装置509确定电储能器达到或者低于确定的容量或确定的能量保持阈值，则移动装置509结束其任务并且朝充电站方向行驶。例如还可以规定，充电站501向移动装置509发送返回信号，紧接着移动装置509随后同样调节其工作并且朝充电站501的方向行驶。在此可以规定，移动装置509使用边界线515作为方向指示器，以便朝充电站510的方向运动。就此而言，移动装置509对准边界线515，如在图6b中所示的那样。现在，图6c示出移动装置509，其对接在充电站501上。磁传感器511已经探测到磁铁513的存在并且闭合其磁开关511。因此，以充电电压加载第一充电接触部505，以便对移动装置509的电储能器进行充电。只要移动装置509没有处于充电站501上的对接状态中，则在充电站501的第一充电接触部505上也不施加充电电压。磁开关511在这种情况下没有探测到磁铁513，从而不闭合相应的充电电路。例如还可以规定，磁铁513操作磁传感器211并且因此允许可靠的、更低的紧急充电能量。优选地，仅仅在移动装置509和充电站501之间完成成功的通信之后才允许正常的高充电能量。

图7示出示例性通信的时间变化曲线。在x轴上描绘时间。此外描绘信号，所述信号由充电站501在其两个充电接触部505上输出或接收。在此，BS表示充电站501。TX表示与发送电路连接的第一充电接触部505。RX表示与接收电路连接的第一充电接触部505。AG相应地表示移动装置509。RX类似地代表与发送电路连接的第二充电接触部507。RX表示与接收电路连接的第二充电接触部507。借助参考标记701表示数据块，在相应的充电接触部505和507上发送或接收所述数据块。所述数据块701例如可以是一个比特。一个数据块701的长度可以优选地是1毫秒。两个数据块701之间的时间间距例如可以是3毫秒。优选地，发送和/或接收0xAA和/或0x55。

在时刻t₀之前，工作设备或移动装置509还没有对接在基站BS或充电站501上。在所述未对接模式中，基站例如每3毫秒通过TX电路或TX充电接触部发送一个字节、尤其变换地发送0xAA和0x55并且同时通过RX电路或RX充电接触部接收所发送的字节。这尤其导致：基站可以探测到工作设备没有对接，从而在第一充电接触部505上也不施加充电电压。此外，因此以有利的方式进行基站的自检验。可以发送所述信号并且还重新接收所述信号。如果例如充电接触部505具有短路，则尤其不再能实现所发送的字节或数据块701的接收。特别地，可以设置9600的波特率，这相应于1.05ms长度的字节的传输，从而在两个字节之间存在大约1.95ms长的间歇。在所述时间期间，基站通过RX充电接触部505准备接收。

同样地，工作设备在未对接模式中通过TX充电接触部507周期性地发送信号到充电接触部。通过所发送的字节通过RX充电接触部507的同时接收，对于充电设备还能够实现在充电接触部的短路方面结合基站描述的自检验。工作设备的未对接模式中数据块701的所述发送或接收在此在图7中为清楚起见未示出并且尤其可选地设置。然后，在时刻t₀时，工作设备对接到基站上。在工作设备的第二充电接触部507接触到基站的第一充电接触部505上时，工作设备通过其充电接触部507探测由充电站发送的字节模式、在此字节0xAA或0x55的传输。紧接着，工作设备立即停止其驱动电机并且在其方面以确认模式、例如0x42应答。所述确认模式或者应答字节可能落到基站的1.95ms长的发送间歇时间窗中并且就此而言可以被可靠地探测到。因此，工作设备向基站证实完成对接。

如果工作设备在已经从基站方面开始传输数据包之后对接，则出现4ms的最大延迟(时刻t₁)并且伴随出现延迟的相应探测并且伴随出现开始驱动电机停止的延迟。在此仅仅示例性的4ms延迟通过1.95ms的间歇时间加上第一完整0x55数据包的已完成的接收加上一个无效第一数据包的最大时间(＞1ms)实现。因为对接模式中的典型行驶速度很低，所以所述短延迟不重要，因为工作设备在这样的时间间隔中仅仅可以在毫米范围内向前移动。在此例如可以规定，对接路径构造得相应长。尤其还可以规定，第一和第二充电接触部505和507具有用于减振工作设备的弹簧。

在工作设备的电机停止和响应之后，可以在时刻t₂之后进行另一通信。例如可以通过尤其是PIN码的交换进行身份检查。在结束通信之后或在等待时间期满之后，基站将第一充电接触部505上的电压提高到充电电压，以便对工作设备的电储能器进行充电。

图8示出对接识别的另一种变型方案。在此，不仅基站而且工作设备发送不断变换的信号模式。例如可以发送以下字节：从基站发送0x55和0xAA，从工作设备发送0xCC和0x33。由此以有利的方式尤其确保：每个比特在每一次变换时必须改变其状态，从而尤其实现可信度检验。也可以设置其他的比特组合。只要在工作设备和基站之间不存在接触，则分别通过RX电路相同地接收所发送的信号。这尤其用于工作设备或者基站的自检验。如果例如存在充电接触部505或者507的短路，则不会再接收信号。尤其在TX电路或RX电路失效的情况下，完全不能够再发送或者接收信号或仅仅发送或接收静态的、不再变换的信号。

在对接时，基站设备和工作设备的相应RX电路不再接收通过其自己的TX充电接触部本身发送的信号，而是仅仅接收未定义的、由于数据冲突形成的信号。借助闪电形状的双箭头表示数据冲突。双箭头以参考标记801表示。将未定义的信号或者数据冲突解释为对接的成功，从而工作设备立即停止驱动电机。然后，可以通过随后进行的通信基于识别信号交换来进一步验证例如正确伙伴的存在。

在上述实施例中，结合工作设备描述可靠的电耦合，所述工作设备处于正常的运行模式中，也就是说，尤其是，工作设备的系统在运行中。工作设备的蓄电池尤其没有因为深度放电保护而关断，从而在这种情况下系统不在运行中。这种状态也可以称作死状态或者电死状态。工作设备在所述情况中也可以称作电死的工作设备。这例如可以是以下情况：工作设备在冬季或长的时间间隔内没有运行，而先前没有充电。为了保护灵敏的蓄电池——例如锂离子蓄电池免受有害的深度放电，保护电子装置可以关断蓄电池，以便通过本身较小的电流阻止进一步放电。因为在这些情况下工作设备的系统不再能够实现充电站和所对接的工作设备之间的通信信号的交换，所以根据本发明，当检测到在充电站和所对接的储能器之间不存在所交换的通信信号时，向工作设备或者移动装置的电储能器输送紧急充电电能。例如，在此可以通过用户进行电死的工作设备的对接，所述用户本身手动地将已放电的储能器或者工作设备推到基站中。电系统尤其在蓄电池充电之后才再次接通到最小载荷上。在此输送给蓄电池的紧急充电能量是这样的：其仅仅从电压水平和/或电流强度方面如此受限制，使得其在任何时刻对于生物和/或待充电的蓄电池都不是危险。

在已知的工作设备中，上述问题通过如下方式解决：必须通过外部的插头充电设备对工作设备进行充电，所述外部的插头充电设备可以直接插在工作设备上。然而，工作设备必须附带所述外部的充电设备，这增加了购买价格，或者必须由用户单独购买所述外部的充电设备，这要求额外的费用并且伴随另外的成本。

但因为根据本发明充电站例如可以被构造成向电储能器或者工作设备输送紧急充电能量，所以可以放弃所述额外的充电设备，从而能够以有利的方式节省成本。然后，已放电的储能器的最小载荷尤其通过充电站实现。

在这种状态下，如上所述，不能够实现基础设备和工作设备之间的通信的建立，这尤其对于以下是必要的：在使用上述系统的情况下将施加在基站的充电接触部505上的可靠的小电压提高到高充电电压上。因此，切换到紧急充电模式中，所述紧急充电模式能够实现将电储能器充电至一定的最小载荷。

在工作设备上的控制单元控制和监视电储能器的充电过程的情况下尤其可以规定，以降低的充电功率实现充电至所需的最小载荷，因为工作设备中的监视电路由于放电可能不能完全运转。例如充电可以是在时间上受控制的，也就是说，在预先确定的时间之后停止充电。那么，如果实现最小载荷或者在紧急充电的预先确定的时间之后，再次接通工作设备或者移动装置的电系统。然后，还可以重新实现工作设备和基站之间的通信，接着启动正常的充电过程。也就是说，可以施加完全电压到第一充电接触部505上。但还可以规定，由于移动装置对接在充电站上，工作设备上的控制单元随着在第二充电接触部507上施加充当电压立即准备好运行，从而可以进行通信并且可以开始正常的充电过程。

可以在未示出的实施方式中规定，在紧急充电模式中允许基站的第一充电接触部505上的充电电压，其方式是，以确定的时间和/或以确定的顺序在基站上按压未示出的、确定的操作键，从而充电电压的意外的/或随机的激活以有利的方式是不可能的。

此外，例如还可以规定，在工作设备上如此设置磁铁并且在基站上如此设置磁传感器，使得在工作设备正确地对接到基站上时——这或者可以自动地在正常运行模式中或者手动地通过用户发生——可以通过磁铁操作优选可以构造为磁开关的磁传感器，这向基站显示充电接触部上的工作设备的存在。在磁传感器的相应信号的情况下，基础设备将充电接触部505上的电压提高到充电电压。如此应用的系统/磁传感器也可以在正常运行模式中以有利的方式提高整个系统的稳健性。磁传感器例如可以是霍尔传感器、霍尔开关或舌簧接触部。

还可以规定，不仅在工作设备上而且在基站上分别设置一个磁铁和一个磁传感器。工作设备上的磁铁和基站上的相应磁传感器实现高充电电压的允许。如果工作设备上的磁传感器探测到基站的磁铁，则可以进行工作设备的驱动电机的立即停止。尤其在此可以优选放弃通过充电接触部505和507的电通信，而保持基本功能——电机停止和接通充电电压。在此在磁铁和磁传感器之间发生通信信号的交换。在此交换磁通信信号。在另一未示出的实施方式中可以规定，仅仅工作设备具有磁传感器并且基站具有相应的磁铁。在另一未示出的实施方式中可以规定，所述磁铁被实施为电磁铁并且尤其可以被如此控制，使得在电磁铁和磁传感器之间可以传输数据。

总而言之，尤其建议，在将充电电压接通到充电接触部上之前，借助双向通信通过尤其已经存在的电接触部、优选两个充电接触部可以实现充电站和移动装置或者电储能器的明确且可靠的识别。

Claims (11)

1.一种用于借助充电站(101，501)对电储能器(201，303)进行充电的方法，其中，检测所述电储能器(201，303)在所述充电站(101，501)上的电对接，其特征在于，当检测到在所述充电站(101，501)与所对接的储能器(201，303)之间交换的通信信号时，所述充电站(101，501)向所对接的电储能器(201，303)输送充电电能。

2.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所交换的通信信号包括用于识别所述充电站(101，501)和/或所述储能器(201，303)的识别信号。

3.根据以上权利要求中任一项所述的方法，其中，在检测到所交换的通信信号之后才在预先确定的时间之后实施所述电能的输送。

4.根据以上权利要求中任一项所述的方法，其中，当检测到在所述充电站(101，501)和所对接的储能器(201，303)之间不存在所交换的通信信号时，所述充电站(101，501)向所对接的储能器(201，303)输送紧急充电电能。

5.根据以上权利要求中任一项所述的方法，其中，检测所述电储能器(201，303)的对接包括以一个电参量加载所述电储能器(201，303)。

6.根据权利要求5所述的方法，其中，对所述电储能器(201，303)的电容器进行充电，以及测量电容器电压的时间变化曲线。

7.根据以上权利要求中任一项所述的方法，其中，在对接时电闭合借助所述充电站(101，501)供给电能的电振荡回路。

8.根据以上权利要求中任一项所述的方法，其中，在未对接的运行状态中，所述充电站(101，501)和/或所述电储能器(201，303)发送内部的诊断信号以探测电短路。

9.一种用于对电储能器(201，303)进行充电的充电站(101，501)，所述充电站包括：

充电对接装置(103，503)，其用于对接所述电储能器(201，303)；

探测器(107)，其用于探测所对接的电储能器(201，303)；

控制单元(113)，其被构造用于在探测到所对接的储能器(201，303)的情况下以电能加载所述充电对接装置(103，503)，

其特征在于，所述探测器(107)具有磁传感器(109，511)和/或通信接口(111)，所述通信接口用于在所述充电站(101，501)和所对接的电储能器(201，303)之间交换通信信号。

10.一种电储能器(201，303)，其包括：

用于将充电对接装置(103，503)对接到充电站(101，501)上的储能器对接装置(305)，

其特征在于，设有磁铁(207，311，513)和/或储能器通信接口(111)，所述储能器通信接口用于在所述充电站(101，501)和所对接的电储能器(201，303)之间交换通信信号。

11.一种移动装置(301，509)，其包括：

电储能器(201，303)，

用于将所述电储能器(201，303)对接到充电站(101，501)上的对接装置(305)，其特征在于，

控制单元(113)，所述控制单元被构造用于通过所述对接装置(305)发送和接收通信信号。

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