CN106061790B - 车辆电池充电用的电充电装置、电连接装置、系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于给车辆的电池充电的一种电的充电装置、一种充电系统和一种方法以及用于给车辆的电池充电的一种车辆的电的连接装置。所述电的充电装置包括：升降机构（11），充电头（12）与该升降机构相耦联；其中，所述充电头（12）在该充电头（12）的第一表面（13）处或者在该第一表面上具有第一复数个第一电接头（14），该电接头为了给电池充电能够至少部分地与能量源连接；和执行器（16），借助于该执行器，所述升降机构（11）如此地开动：所述充电头（12）能够至少部分地在第一方向（R1）上移动，该第一方向基本上垂直于所述第一表面（13）；其中，此外所述升降机构（11）如此地进行构造：所述充电头（12）在第一方向（R1）上碰撞到止挡面（U、P）上时，能够通过继续开动所述升降机构（11）通过所述执行器（16）在第二方向（R2）上沿着所述止挡面（U、P）移动。

Description

车辆电池充电用的电充电装置、电连接装置、系统和方法

本发明涉及一种用于给车辆的电池充电的电的充电装置、一种用于给车辆的电池充电的车辆的电的连接装置、一种用于给车辆的电池充电的系统以及一种用于给车辆的电池充电的方法。

背景技术

混合动力车辆和电动车辆至少部分地与电池有关，以便给它们的传动系供给能量。如果车辆的电池被清空了，它能够在充电站借助于充电装置重新充电。

为了给电池充电而使车辆关于所述充电装置尽可能自动的定位以及把所述充电装置尽可能自动地连接到车辆上这些情况包括一些技术挑战。自动化的传导的充电系统需要精确地把所述充电装置的充电头（例如插头）导入到在车辆上的连接装置的接收头（例如插座）上。

车辆经常由于它们不同的设计而具有对于接收头的不同的位置。即便通过把接收头布置在车辆的底板上也不能保证统一性，因为车辆高度不同并且因此车辆底板距离底面（车辆放置在该底面上）的高度不同。一般来说，车辆驾驶员准确地并且部分也倾斜地定位车辆，使得误差仅仅达到大约+-10cm。所述把充电头导入到接收头的任务能够例如由技术上成本高的机器人（例如带有目标抓取系统、测量系统和图像处理系统）完成。

在US2011066515A1中描述了用于给电动-及混合动力车辆充电的自动插头站。车辆在此通过升降门进行定位。定位系统识别出车辆上插座的位置。插头为了插入和拔出插座，能够垂直地伸出和收回，并与能量源相连接。基于识别出的在车辆上的插座的位置，所述插头能够水平地二维移动，从而使得所述插头在垂直伸出时抵达插座中。

发明内容

本发明公开了一种充电装置、一种连接装置、一种充电系统和一种用于给车辆的电池充电的方法。

根据本发明的用于给车辆的电池充电的电的充电装置包括：

升降机构，充电头与该升降机构相耦联；

其中，所述充电头在该充电头的第一表面处或者在该第一表面上具有第一复数个第一电接头，该第一复数个第一电接头为了给电池充电能够至少部分地与能量源连接；和

执行器，借助于该执行器，所述升降机构能够如此地开动：所述充电头能够至少部分地在第一方向上运动，该第一方向基本上垂直于所述第一表面；

其中，此外所述升降机构如此地进行构造：所述充电头在沿着第一方向碰撞到止挡面上时，能够通过经由所述执行器而继续开动所述升降机构在第二方向上沿着所述止挡面移动，

其中所述充电头通过第一臂与所述升降机构相耦连；

其中，所述第一臂在第一末端处通过第一扭力弹簧与所述充电头相耦连；

并且在第二末端处通过第二扭力弹簧与剩余的升降机构相耦连。

根据本发明的用于给车辆的电池充电的车辆的电的连接装置包括：

接收头，该接收头在所述连接装置的第二表面处或者在该第二表面上具有第二复数个第二电接头；

引导机构，该引导机构用于收纳放置于所述连接装置上的并且基本上平行于所述第二表面地运动的充电头，并且用于将运动的充电头和接收头引导到预先确定的相互位置关系中；

其中，如果所述充电头和接收头基本上处在预先确定的相互位置关系中，车辆的电池就能够通过所述第二电接头充电，其中所述引导机构三级对称沙漏形地进行构造，其中，所述接收头位于所述沙漏的中间的最窄的位置处。

根据本发明的用于给车辆的电池充电的充电系统包括：

根据上面所述的、安装在车辆外部的电的充电装置；和

根据上面所述的、在车辆上构造的电的连接装置；

其中，所述充电装置的充电头如此地进行构造：它能够插入到所述连接装置的引导机构中；并且为了给电池充电，所述第一电接头能够至少部分地放置在所述第二电接头上。

根据本发明的用于给车辆的电池充电的方法包括：

借助于执行器如此地开动升降机构：与所述升降机构相连的充电头至少部分地在第一方向上运动，该第一方向基本上垂直于所述充电头的第一表面，其中第一复数个第一电接头构造在所述第一表面上，该第一电接头至少部分地与能量源连接；

并且此外如果所述充电头在所述第一方向上碰撞到止挡面，那么所述充电头就如此地在第二方向上沿着所述止挡面运动；

借助于引导机构将沿着所述止挡面运动的充电头引导到相对于带有第二电接头的接收头预先确定的充电位置中；并且

通过所述第一和第二电接头从能量源中给车辆的电池充电，

其中所述充电头通过第一臂与所述升降机构相耦连；

其中，所述第一臂在第一末端处通过第一扭力弹簧与所述充电头相耦连；

并且在第二末端处通过第二扭力弹簧与剩余的升降机构相耦连。

因此，还设置了一种用于给车辆的电池充电的电的充电装置，带有：一升降机构，一充电头与该升降机构相耦接；其中，所述充电头在该充电头的第一表面处或者在该充电头的第一表面上具有第一复数个第一电接头，该电接头为了给电池充电能够至少部分地与能量源相连接；一执行器，借助于该执行器所述升降机构能够这样开动，使得所述充电头能够至少部分地在第一方向上（该方向基本上基本上垂直于所述第一表面）运动；其中，此外所述升降机构这样地进行构造，使得所述充电头在第一方向上碰撞到止挡面时，通过经由执行器而继续开动升降机构能够在第二方向上沿着所述止挡面运动。

此外，还设置了用于给车辆的电池充电的车辆的电的连接装置，带有：一接收头，该接收头在所述连接装置的第二表面处或者该第二表面上具有第二复数个第二电接头；一引导机构，该引导机构用于收纳放置在连接装置处的、并且基本上平行于所述第二表面运动的充电头，并且用于引导该运动的充电头和接收头到达预先确定的相互位置关系中；其中，如果所述充电头和所述接收头基本上处于预先确定的相互位置关系中，所述车辆的电池就能够通过所述第二电接头进行充电。

此外还设置了一种用于给车辆的电池充电的充电系统，该充电系统带有：一安装在车辆外部的、根据本发明的电的充电装置；和一构造在车辆上的、根据本发明的电的连接装置；其中，所述充电装置的充电头这样进行构造，使得它能够插入到所述连接装置的引导机构中，并且为了给电池充电，所述第一电接头能够至少部分地放置在所述第二电接头处。

此外还设置了一种用于给车辆的电池充电的方法，该方法包括：借助于执行器这样开动升降机构，使得与所述升降机构连接的充电头至少部分地在第一方向上运动，该第一方向基本上垂直于所述充电头第一表面，其中，在所述第一表面处构造有第一复数个第一电接头，该第一电接头至少部分地与能量源连接；并且，此外这样，如果所述充电头在所述第一方向上碰撞止挡面，那么所述充电头就在第二方向上沿着所述止挡面运动；借助于引导机构，把所述沿着止挡面运动的充电头引导到预先确定的关于带有第二电接头的接收头的充电位置中；并且通过所述第一和第二电接头从能量源中给车辆的电池充电。

本发明的优点：

本发明的基础的认识在于：利用技术上少量的花费，能够提供一种用于给车辆的电池充电的系统，该系统利用一执行器、特别是准确地说利用唯一的执行器能够如此地开动，使得在车辆的在预先确定的围绕着充电装置的区域中的一位置中，所述充电装置的充电头自动地导入到车辆上的接收头处。所述车辆能够在预先确定的区域中例如借助于导航系统或者泊车辅助系统被引导。

根据本发明的充电装置的执行器会导致，所述紧固在升降机构上的充电头首先抬升至车辆的底板处，并且随后自动地压在底板上，沿着该底板运动。车辆底板的高度既不必须已知，又不必须采用确定的值。更确切的说，所述充电装置能够灵活地对于多数车辆不用在分别地进行调节的情况下使用。如果底板的高度采用在确定的值域内的值，那么这就能够胜任。

单个的执行器有利地引起所述升降机构的部件的、特别是滑动器的线性运动，该滑动器本身如同上面所述，引起所述充电装置剩余的运动。所述充电装置借此在技术上特别的简单、结实和可靠。

在车辆的底面处进行充电具有下述优点：利用所述充电系统或者利用所述充电装置使干扰的相互作用变得困难。此外，通过这种解决方案，车辆制造者的设计自由度不被约束。

根据本发明，在车辆上如此地构造连接装置，使得所述碰撞在该连接装置上的、移动的充电头即使在发生某种侧向的偏移时，也会导入所述充电头的关于所述接收头预先确定的充电位置中。这仅仅是机械地、没有电子元件地发生在所述连接装置的侧面上。在所述充电装置的侧面上，此外优选仅仅使用所述唯一的执行器。

有利的实施方式和改型方案由下文以及参照附图的说明中得到。

根据电的充电装置的一种优选的改型方案，所述第一电接头作为相互平行的、垂直于所述第一表面的薄片进行构造。所述第一接头借此能够特别稳定地与连接装置的相应的接头相接触。

根据另一种优选的改型方案，所述薄片中的至少一个薄片相对于剩余的薄片具有不同的长度。通过把所述薄片插入带有接头的引导槽中，所述接触能够沿着薄片进行。通过至少一个薄片的不同的长度，所述第一接头的接触能够相比于剩余的第一接头的接触来说较早、较晚、较长或者较短地进行。

根据另一种优选的改型方案，所述薄片中的至少一个薄片在沿着所述薄片的方向上，与剩余薄片相错位地布置。通过所述至少一个薄片不同的长度，所述第一接头的接触能够相比于剩余的第一接头的接触较早或者较晚地进行。

根据另一种优选的改型方案，所述充电头通过第一臂与所述升降机构相耦接；其中所述第一臂在第一末端处通过第一弹簧与所述充电头相耦接；并且在第二末端处通过第二弹簧与剩余的升降机构相耦接。借此，所述充电头能够借助于恢复力压在车辆的止挡面处，并且同时能够沿着止挡面运动。同时避免的是：所述充电头会太强烈地压在所述止挡面处，或者它由于它的重量不能够抬升到止挡面处。

根据另一种优选的改型方案，所述执行器和升降机构如此地进行构造，使得所述升降机构为了移动所述充电头能够由此来开动：所述执行器导致所述升降机构的滑动器的线性运动。线性运动特别简单并且容易控制。对此所需的技术元件简单、技术上花费少、结实并且可靠。

根据本发明的连接装置的一种优选的改型方案，所述第二电接头相互平行、在平行于所述第二表面的方向上间隔地布置。借此，充电头能够利用相互平行地布置的第一接头用于所述连接装置的接触。

根据另一种优选的改型方案，所述接收头相对于车辆能够运动地进行构造，并且通过至少一个弹簧与车辆相连接。所述至少一个弹簧能够在接收头从静止位置偏移时施加一个恢复力。借此，所述连接装置能够自动地移动，使得所述充电头和所述接收头能够相互带入到预先确定的位置关系中，这就是说，所述第一和第二接头能够相互接触。

如果有意义的话，上述构造方式和改型方案能够任意相互组合。本发明的其它的可行的构造方式、改型方案和实施方式也包括没有明确提出的、本发明的之前或接下来关于实施例所描述的特征的组合。尤其是在这种情况下，本领域技术人员也可将单个方面补充为分别对于本发明基础形式的改进方案或者补充方案。

附图说明

本发明接下来会基于在附图的示意图中所展示的实施例进行进一步的阐明。附图示出：

图1A：根据本发明的第一方面的第一实施方式的、用于给车辆的电池充电的、电的充电装置在第一状态下的示意性的侧视图；

图1B：根据本发明的第一方面的第一实施方式的、用于给车辆的电池充电的、电的充电装置在第二状态下的示意性的侧视图；

图2：展示了根据本发明的第一方面的第一实施方式的所述充电装置的斜上视图；

图3：据本发明的第一方面的第一实施方式的所述充电装置的充电头的细节视图；

图4A：根据本发明的第二方面的第一实施方式的、用于给车辆的电池充电的、车辆的电的连接装置的示意性的仰视图；

图4B：根据本发明的第二方面的第一实施方式的、用于给车辆的电池充电的、车辆的电的连接装置的示意性的俯视图；

图4C：根据本发明第二方面的第一实施方式的、用于给车辆的电池充电的、车辆的电的连接装置的示意性的正视图；

图5A：根据本发明的第二方面的第一实施方式的所述连接装置的接收头的俯视示意性的细节视图；

图5B：根据本发明的第二方面的第一实施方式的所述连接装置的接收头的正视示意性的细节视图；

图6：根据本发明的第三方面的按照本发明的方法的示意性的流程图；

图7：根据本发明的第一方面的第二实施方式的车辆的电的充电装置，该充电装置用于给车辆的电池充电；和

图8：根据本发明的第二方面的第二实施方式的车辆的电的连接装置，该连接装置用于给车辆的电池充电。

在所有的附图中，相同的或者相同功能的元件和装置（如果没有给出其它的话）配设同样的附图标记。

具体实施方式

图1A展示了根据本发明的第一方面的第一实施方式的在第一状态中的电的充电装置10的示意性的侧视图，该电的充电装置用于给车辆的电池充电。

充电头12在该充电头12的第一表面13处具有第一复数个电接头14。所述电接头14构造为互相平行的、垂直地竖立于所述第一表面13上的薄片。该薄片从侧面看是梯形的条带，其中所述梯形的两个平行边中的长边分别与所述第一表面13相连接。所述充电装置10安放在底面G上，例如安放在地面、地板、车辆底板或者其它合适的平坦表面上。有益的是：把所述充电装置10安装在与地面相比下沉的并且与地面平行的表面上，或者安装在一种沉降部中，例如停车场的地面中。此外，对于所述充电装置10在格子或者路拱凹槽中的有益的构造，该充电装置10能够举例来说在水坑形成时得到保护而免受雨水的影响。所述第一表面13基本上平行于所述底面G并且从该底面指向前方。当安置在地面上时，所述第一表面13也指向上方。

所述充电头12耦接在升降机构11上，该升降机构能够借助于执行器16开动，以便移动所述充电头12。该充电头12通过作为所述升降机构11的组成部分的第一臂21与其余的升降机构11能够转动地耦接。所述充电头12通过带有第一扭力弹簧31的转动关节41如此地耦接在第一臂21的第一末端，使得所述第一扭力弹簧31的轴线平行于所述第一表面13。所述第一转动关节41构造于所述充电头12的侧面15上，该侧面与第一表面13反向。所述充电头12借助于所述第一扭力弹簧31能够绕着该第一扭力弹簧的轴线在第一角度区域内摇摆，其中，在静止位置处，第一表面13平行于底面G。第一角度区域位于-90°和+90°之间，有益地在-45°和+45°之间，特别是在-30°和+30°之间。第一臂21在第一臂21的第二末端借助于在第二转动关节42上的第二扭力弹簧32与剩余的升降机构11能够转动地耦接。第二转动关节42的旋转轴线平行于第一转动关节41的旋转轴线。

所述执行器16根据所述第一实施方式构造为用于使得轴W进行旋转的电动机。所述轴W配合地与所述升降机构11的导轨18相连接，该导轨构造为在外壳上部分地带有螺纹的较薄实心圆柱体或空心圆柱体。在所述导轨18上借助于内螺纹安装有所述升降机构11的滑动器20，该滑动器嵌入进所述导轨18的螺纹中。

在所述滑动器20上，升降机构11的两个第二臂22分别通过两个第三转动关节43能够转动地安装在所述第二臂22的第一末端处。所述第三转动关节43的旋转轴线是共线的并且平行于所述第一和第二转动关节41、42的旋转轴线。分别在所述第二臂22的第二末端处，第二臂22通过至少一个第四转动关节44与所述升降机构11的第三臂23能够转动地耦接。所述第三臂23在该第三臂23的第一末端通过带有第二扭力弹簧32的第二转动关节42与第一臂21能够转动地耦接。所述第四转动关节44布置在所述第三臂23上、在所述第三臂23的第一末端和该第三臂的第二末端之间。所述第四转动关节44优选挨着第三臂23的第一末端比挨着在所述第三臂23的第一和第二末端之间的中点更近，并且也挨着第一末端比挨着所述第三臂23的第二末端更近。第四转动关节44的旋转轴线平行于第一、第二和第三转动关节41、42、43的旋转轴线。

在第三臂23的第二末端处，该第三臂23通过第五转动关节45与所述升降机构11的第一轴承块17能够转动地耦接。所述导轨18在该导轨18的第一末端处能够转动地支承在所述第一轴承块17处，其中，所述导轨在其外壳被支承的部分不具有螺纹。所述轴承块17紧固地与底面G连接。所述第五转动关节45的旋转轴线平行于所述第一、第二、第三和第四转动关节41、42、43、44的旋转轴线。所述导轨18的旋转轴线DA—以及由此同时绞盘W—位于一个能够想象的平面内，该平面垂直于所有的转动关节41、42、43、44、45的旋转轴线。

通过所述滑动器20经由所述第三关节43、所述第二臂22、所述第四关节44、所述第三臂23、所述第五关节45和轴承块17的连接，即使在通过所述执行器16使得所述轴W和所述导轨18转动D时，所述滑动块20也能够不在其螺纹上绕着所述导轨18旋转，而是在所述转动D时代替于此实施一种直线运动LB。该线性运动LB能够在所述第一轴承块17和第二轴承块19之间进行。所述滑动器20能够至多如此程度地远离所述第一轴承块17，如同所述第二和第三臂22、23的组合的长度所允许的那样。在所述导轨18的第二末端处，所述导轨18能够转动地布置在所述第二轴承块19上，并且与所述轴W相连。

所述第一电接头14通过至少一个电缆至少部分地与能量源E相连接。所述电接头14中的至少一个电接头也能够通过另一个电缆与所述充电装置10的第一控制装置相连。借助于所述第一接头14，控制信号和/或数据信号因此能够传递到待充电的车辆上。电缆中的一个或多个能够在作为空心型材构造的第一臂21的内部中以及在作为空心型材构造的第三臂23的内部中伸展，并且通过所述轴承块17的内部与布置在底面G下方的能量源相连接。一个或多个电缆也能够在所述臂21和/或23的外面顺着被引导。所述电缆在这种情况下能够优选仅仅在所述臂21、23的两个点上进行固定，从而使得它足够的松，以便允许臂相互间相对的弯折运动和/或伸缩运动。所述能量源E能够与此同时为所述执行器16（在此是电的旋转马达）提供能量。

在图1A中展示了下述状态：在该状态中，通过所述轴W的转动D，所述滑动器20线性地从所述第二轴承块19朝向所述第一轴承块17的方向运动来开动所述升降机构11。所述滑动器20越多地接近于所述第一轴承块17，所述第二臂22就越多地从平行于所述导轨18的位置处抬升。这就是说：带有所述第三转动关节43（作为顶点）的、在作为第一侧边的所述第二臂22和作为第二侧边的所述导轨18旋转轴线DA之间的角度α从基本上0°（当所述导轨20到所述第一轴承块17具有最大的间距时）变大到所述角度α的最大值（当所述导轨20到所述第一轴承块17具有最小的间距时）。借此所述第三臂23也被竖立起来了。在作为第一侧边的所述底面G和作为第二侧边的所述第三臂23之间的角度β和/或在作为第一侧边的所述导轨18和作为第二侧边的所述第三臂23之间的角度γ也能够在这种情况下举例来说从0°变大到超过90°。

因为所述第三臂23通过所述第二扭力弹簧32耦连在所述第一臂21上，所以带有所述充电头12的所述第一臂21此外会通过所述转动D而移动。所述第二扭力弹簧32的弹簧刚度在这种情况下如此地对于所述第一臂21和所述充电头12的重量进行设置，使得所述第一臂21自身首先基本上如同所述第三臂23的延长部那样随着该第三臂抬升。所述第一臂21构造得比所述第二臂23长，举例来说是三倍长。因此，在所述第一臂21的第一末端处的所述充电头12由于所述转动D首先在带有对于底面来说小偏移量的圆形轨道上运动，也就是说局部地、优选主要是在第一方向R1上运动，该方向垂直于所述第一表面13。如果所述底面G是地面，那么所述充电头12就主要是向上运动。

图1B展示了根据本发明的第一方面的、在第二状态中的电的充电装置10的示意性的侧视图，该充电装置用于给车辆的电池充电。

在所述充电装置10根据本发明的使用中，在所述充电装置10的上方，带有底板U的车辆F定位在首先未知的高度上。如果所述充电头12在它的运动中如同参照图1A所描述的那样遇到了作为止挡面的所述底板U，那么在所述第一方向R1上的运动被限制了。所述充电头12随后由于所述第三臂23进一步的运动而被压紧在所述底板U上地沿着第二方向R2运动，该方向基本上平行于所述第一表面13并且与所述第一方向R1垂直地布置。

图2展示了根据本发明第一方面的所述充电装置10的倾斜俯视图。

图3展示了根据本发明第一方面的所述充电装置10的所述充电头12的细节视图。

在所述具有宽度B和长度L的充电头12的第一表面13上，构造了第一复数个第一电接头14。所述第一接头14构造为相互平行地、并且平行于所述电接头12的长度L地布置的薄片，该薄片垂直于所述第一表面13。根据本发明，所述电接头12沿着所述第二方向R2平行于所述薄片和所述长度L地引向连接装置110。

所述第一接头14的薄片能够部分地或者全部地不一样长。该薄片也能够沿着所述第二方向R2部分地或者全部地相互间错开地进行布置。借此在把所述接头12引向所述连接装置110时，能够导致不同的第一电接头14在时间上错开的接触和/或去除接触。举例来说，电的第一接头14（该接头与所述充电装置10的第一控制装置相连接）能够首先与所述连接装置110的一个第二电接头相接触，该第二电接头与所述连接装置110的第二控制装置相连接。在这种情况下举例来说，如果从控制装置中的一个控制装置中输出了中断信号，那么所述执行器16例如能够被所述第一控制装置控制，颠倒所述转动D的旋转方向。

所述充电装置能够构造为灵活地利用直流电来充电或者利用交流电来充电。关于此的信息：是否应当利用直流电或者交流电或者其它形式的电流进行充电，能够例如在第一接头14的在时间上第一次的接触的时候得知。

根据图3，五个第一接头14在所述充电头12上构成，这就是说，所述“第一复数个”的值为五。替代方案是：所述“第一复数个”当然也能够例如是七或者更多。五个或者七个接头能够在此满足当前对于利用直流电的单相和三相充电的标准。所述“复数个”也能够是偶数，并且例如是四个或六个。所述第一接头14中的一个或者多个第一接头能够用于传递数据信号和/或控制信号，作为地线、作为高压线、作为低压线等等进行构造。

图4A展示了根据本发明第二方面的第一实施方式的车辆的电连接装置110的示意性仰视图，该连接装置用于给车辆的电池充电。根据第二方面的第一实施方式的所述连接装置110和根据第一方面的第一实施方式的所述充电装置10能够共同展示根据本发明的充电系统的实施方式。

所述连接装置110布置在车辆的底板U上。所述连接装置110的平板P如此地支承在或者环绕着两个相互平行布置的杆102上：该平板能够沿着所述杆102推移。通过所述杆102，所述连接装置110与车辆的其余部分连接。所述杆102能够是中空的。电缆能够在所述杆102中在车辆、特别是车辆的电池和所述连接装置之间伸展，并且将它们相互电耦连起来。所述平板P在所述杆102上的推移可能性通过至少一个平行于所述杆102布置的弹簧104来减小。根据图4，四个弹簧104如此地施加恢复力：使得在静止位置上，所述平板P位于所述杆102的中点并且与此同时位于车辆的纵轴线上。恢复力指的是一种弹簧力，该恢复力相反地作用于所述平板P（并且因此也指的是接收头112）的总是离开其静止位置的偏移。

根据所述第二方面的所描述的实施方式，在所述连接装置110的平板P上构造有接收头112，该接收头在所述平板P的第二表面113上具有第二复数个第二电接头114。通过所述杆102中的电缆，所述第二电接头114至少部分地与车辆的电池电连接。一个或者多个第二接头114也能够与车辆的控制装置连接，借助于该控制装置能够控制所述电池的充电。

所述第二表面113背离车辆。所述接收头112在所述平板P的第二表面113上被引导机构118环绕，该引导机构用于把根据本发明的充电装置10的充电头12引导到预先确定的关于所述接收头112的充电位置中。根据本发明第二方面的、关于图5中描述的实施方式，所述引导机构118在俯视图中能够描述为：“三级对称沙漏形”，其中，所述接收头112位于所述沙漏的中间的最窄的位置处。所述引导机构118也构成了通道K，该通道K朝向所述接收头112的方向在该通道的两个末端处V形地或者漏斗形地逐渐变细，直到该通道K的宽度基本上相应于所述接收头112的宽度。所述接收头112的宽度基本上等于根据本发明的充电头12的宽度，从而使得所述根据本发明的充电装置10的充电头12能够完全穿过所述通道K。所述接收头112在所述通道K的部段K'中以不变的宽度进行构造。

通常来说，所述充电装置的充电头12并不精确地在所期望的额定方向R2'上运动到所述接收头112上，当它沿着所述第二方向R2挤压在所述车辆底板上地运动时，如同关于图1B所描述的那样。所述额定方向R2'沿着所述通道K的纵轴线方向放置，特别是沿着作为纵轴线的轴对称轴线放置。所述第二方向R2通过所述臂21和23进行固定。

如果所述充电头12在它的运动中碰到所述引导机构118的通道的V形的内部，并且该充电头在所述第二方向R2上朝通道内壁119进行挤压，那么就能够产生在第三或者第四方向R3、R4上垂直于所述额定方向R2'并且平行于所述第二平面113的力。借此，所述连接装置110的平板P能够沿着所述杆102相应地在所述第三或者第四方向R3、R4上移动，直到所述充电头12进入所述通道K的带有保持不变的宽度的部段K'中。因此不再发生在所述第三或者第三方向R3、R4上的移动，并且所述充电头12准确地在预先确定的指向上碰到所述接收头112。所述充电头12根据本发明地挤压在所述车辆的底板U上，准确地说，挤压在所述连接装置110的平板P上。

如果所述充电头12在它的运动中在所述第二方向R2上如此地碰到所述引导机构118：在所述第二方向R2和所述额定方向R2'之间产生一种不可忽略的角度，那么转矩（附加于或者替换在上一段落中所描述的力）也能够作用在所述平板P上。所述平板（如同在下面的图4B和4C中所展示的那样）通过转动关节132悬挂在所述杆102上，从而所述转矩能够导致所述接收头112一种有利的指方。举例来说，那么关于所述接收头112定义的额定方向R2'能够依据所述第二方向R2而引起。当所述充电头12引起上述平板P旋转运动时，所述弹簧104相应地拉紧或者压缩。在静止位置处，所述弹簧104把所述通道K保持在对准所述额定方向R2'的方向上，该方向优选是车辆的前进方向。

图4B展示了根据本发明第二方面的第一实施方式的车辆电连接装置110的示意性的俯视图，该连接装置用于给车辆的电池充电。

如同在图4B中所展示的那样，所述平板P在该平板P的背面133上（该背面与所述表面113反向）通过转动关节132与轭部130连接。所述转动关节132优选布置在所述平板P的重心的上方。所述两根杆102如此相互平行并且平行于所述平板P地穿过所述轭部130，使得所述轭部130（该轭部紧固地与所述平板P相连）能够沿着所述杆102运动。借此，所述平板P能够沿着所述杆102移动，如同上面所描述的那样。此外所述平板P借助于所述转动关节132能够绕着旋转轴线（该旋转轴线垂直于所述第二表面113并且垂直于所述平板P的背面133）转动，以便使得所述充电头12容易进入到带有不变宽度的部段K'中。

图4C（特别是从所述额定方向R2'中）展示了根据本发明第二方面的第一实施方式的车辆的电的连接装置的示意性的正视图，该连接装置用于给车辆的电池充电。

在图4C中画入了五个引导槽116，在该槽中的每个凹槽中构造了所述第二电接头114中的两个。

图5A展示了根据本发明的第二方面的第一实施方式的所述连接装置110的接收头112从上方示意性的细节视图，这就是说从车辆的方向。

根据图5A，所述十个第二电接头114相互平行地并且相互隔开地以及垂直于所述第二表面113地进行构造。所述第二接头114分别在五个引导槽116的内部作为导电条带进行构造。所述每两个在同一引导槽116中布置的第二接头114分别通过两个夹子形的板簧122相互连接，每个板簧122在所述两个条带的两个纵向末端中的每个末端上。所述十个板簧122分别作用一种弹簧力，该弹簧力对于每个条带在与它在同一个引导槽中对置的条带的方向上进行挤压。因此能够实现特别好的接触，当在所述两个条带之间分别导入第一接头14时。

在所述第二电接头114的纵向方向上，特别是也在沿着所述连接装置110的通道K的方向上，所述条带具有分别朝着每个引导槽116的内部进行斜切的棱边117，从而所述第一电接头14能够更加容易地在每两个第二接头114之间进入到所述引导槽116中。

所述五个引导槽116、所述十个板簧122、二十个螺钉120和所述十个第二电接头114根据上述实施方式全部一样地进行构造。为了清晰性起见，因此在图5A中仅仅分别给所述元件的所选元件配设了附图标记。

如同关于图3所说的那样，所述第一电接头14能够实现许多的功能。利用所述充电头12的造型，相应地能够把用于传递数据信号和/或控制信号的所述第二接头114中的一个或者多个作为接地安全引线、作为相导线、作为高压导线、作为低压导线等进行构造。

所述第二电接头114也能够在所述引导槽116的内部作为分别相等长度的条带进行构造。但是它们当然也能够部分地或者全部地具有不同的长度。它们也能够关于沿着所述引导槽116的方向，部分地或者全部地相互错开地布置。由此，如果所述第一电接头14大致全部同样地构造，下述情况会实现：不同的接头在时间上错开地制造，大致类似于关于图3所描述的那样。

所述第二电接头114中的至少一个第二电接头为了给车辆的电池充电而与电池间接地或者直接地相连接。充电装置能够构造为所述车辆的连接装置110的部分，该充电装置能够通过所述第二电接头114中的预先确定的第二电接头，在与所述第一电接头14中的预先确定的第一电接头接触时，借助于所述充电装置10的第一控制装置和/或借助于所述连接装置110的第二控制装置进行控制。借助于所述充电装置，电池的充电能够通过举例来说两个其它预先确定的第二电接头114来控制。

图5B展示了根据本发明的第二方面的第一实施方式的所述连接装置的接收头的示意性的正面细节视图。从图5B中显而易见的是：也与所述平板P平行的、所述第二接头114的、指向远离所述平板P的棱边具有分别指向引导槽116的内部的方向上的斜面117'，从而所述第一电接头14能够更加容易地进入到在所述引导槽116中的每两个第二接头114之间。

图6展示了根据本发明第三方面的按照本发明的方法的示意性的流程图。对于所描述的方法的细节和优选的改型方案，可以参见之前和之后的附图以及根据本发明的充电装置和连接装置的所附属的描述。

在第一方法步骤S01中，所述升降机构11借助于所述执行器16如此地开动，使得所述与该升降机构11连接的充电头12至少部分地在第一方向R1上运动并且此外如此：如果所述充电头在所述第一方向上碰撞到止挡面，那么所述充电头（12）就在所述第二方向R2上运动。

在第二方法步骤S01中，沿着所述止挡面U、P运动的充电头12借助于所述引导机构118导入到关于所述接收头112（带有所述第二电接头114）预先确定的充电位置中。

在第三方法步骤S03中，车辆F的电池通过所述第一和第二电接头14、114从所述能量源中充电。

图7展示了根据本发明的第一方面的第二实施方式的电的充电装置的充电头12'，该充电装置用于给车辆的电池充电。

根据所述第二实施方式的所述充电头12'涉及一种根据第一实施方式的充电头12的变型方案，其中在所述第一表面13上构造了三个第一电接头14-1、14-2、14-3或者简称14-i。对此，在所述第一表面13上构造了导电圆环，该导电圆环通过两个电绝缘的绝缘块51、52划分成两个相互电分离的区域，它们中的每个区域表现为单独的第一接头14-1、14-2。在所述绝缘块51、52之间以弧形构成了另一个第一接头14-3，并且通过连接部在所述绝缘块51、52的内部进行电接触。

图8展示了根据本发明的第二方面的第二实施方式的车辆的电连接装置110'，该电连接装置用来给车辆的电池充电。

所述电连接装置110'构造用于容纳根据本发明的第一方面的第二实施方式的充电头12'，并且基本上是所述连接装置110的变型方案。所述连接装置110'具有引导机构118'，它的通道K''与所述引导机构118的通道K相反地并不在两侧成V形地逐渐变细，而是在两侧喇叭形地朝着所述连接装置110'的接收头112'逐渐变细。所述接收头112'具有三个第二电接头114-1、114-2、114-3或者简称为114-i。所述第二接头114-1、114-2中的两个接头114-1、114-2在所述通道K''的内壁处进行构造，并且第二接头中的一个接头直接地在所述连接装置110'的平板P上、在所述通道K''的中心、在所述第二接头114-1、114-2之间进行构造。所述接头114-1、114-2、114-3通过盖板108来进行保护，该盖板可推移地悬挂在四个弹簧106上。

根据本发明所述第二方面的第二实施方式的连接装置110'和根据本发明第二方面第二实施方式的所述充电装置10'能够共同地表现为根据本发明的充电系统的第二实施方式。

在此，在预先确定的充电位置中，所述第二接头114-1接触所述第一接头14-1，所述第二接头114-2接触所述第一接头14-2，所述第二接头114-3接触所述第一接头14-3。所述充电头12'的圆环为此完全地插入到所述引导机构118'的通道K''中。在这种情况下，盖板106自动地向后推移。

虽然根据优选实施例的本发明在上文中已经描述过了，但是它并不局限于此，而是能够更改为各式各样的方式和方法。本发明尤其可以以多种多样的方式进行修改或者更改，而不偏离本发明的核心。

例如，替代所述第一和第二扭力弹簧31、32，也能够使用其它的弹簧，例如带有垂直于所述第一和第二转动关节41、42的旋转轴线的纵轴线的螺旋弹簧。

所述导轨也能够作为光滑的、被润滑的外表面进行构造，并且滑动器能够带有光滑的内表面地进行构造。所述执行器能够在这种情况下是线性的执行器，例如气动的执行器或者磁性的执行器。所述充电装置的导轨也能够具有其它的弹簧，通过该弹簧把反力作用在滑动器上，当滑动器接近所述第一轴承块时。

所述充电装置的充电头能够通过盖罩来进行保护，该盖罩利用弹簧悬挂在所述充电头12；12'上。所述盖罩能够如此地构造并且所述弹簧能够如此地选择：使得在将充电头例如朝向所述连接装置的引导机构进行挤压时，所述盖罩自动地向后推移，以便释放所述第一电接头14；14-i。所述连接装置110；110'也能够通过悬挂在弹簧上的盖罩进行保护，在把所述充电头12；12'挤压在所述盖罩上时该盖罩自动地向后推移，以便释放所述第二电接头114；114-i。

在所述充电头12；12'上的和在所述接收头112；112'上的盖罩的内侧面能够如此地成型，使得所述接头14、114；14-i、114-i形状配合地被覆盖。借此，在所述接头14、114；14-i、114-i上，能够阻止小异物、例如烟头的堆积。所述形状配合的覆盖能够通过盖罩来实现，该盖罩如同是分别对于接头14、114；14-i、114-i的负片进行成型。这就是说，所述第一接头14；14-i利用一种形式进行覆盖，该形式如同所述第二接头114；114-i那样被铸造出，并且相之亦然。

该充电装置甚至也能够布置在腔或者在壳体中，该腔或者壳体向上通过升降门或者推拉门来关闭，例如以便使该充电装置受到保护而免受雨的影响。能够设置粗糙的传感装置，该传感装置确定，是否待充电的车辆位于预先确定的、环绕充电装置的区域中。如果是这种情况，那么所述升降门或者推拉门会自动地打开，并且因此操纵所述充电装置的执行器。

Claims (9)

1.用于给车辆的电池充电的电的充电装置（10），包括：

升降机构（11），充电头（12、12'）与该升降机构相耦联；

其中，所述充电头（12、12'）在该充电头（12、12'）的第一表面（13）处或者在该第一表面上具有第一复数个第一电接头（14；14-1、14-2、14-3），该第一复数个第一电接头为了给电池充电能够至少部分地与能量源连接；和

执行器（16），借助于该执行器，所述升降机构（11）能够如此地开动：所述充电头（12、12'）能够至少部分地在第一方向（R1）上运动，该第一方向基本上垂直于所述第一表面（13）；

其中，此外所述升降机构（11）如此地进行构造：所述充电头（12、12'）在沿着第一方向（R1）碰撞到止挡面（U、P）上时，能够通过经由所述执行器（16）而继续开动所述升降机构（11）在第二方向（R2）上沿着所述止挡面（U、P）移动，

其中所述充电头（12）通过第一臂（21）与所述升降机构（11）相耦连；

其中，所述第一臂（21）在第一末端处通过第一扭力弹簧（31）与所述充电头（12）相耦连；

并且在第二末端处通过第二扭力弹簧（32）与剩余的升降机构（11）相耦连。

2.根据权利要求1所述的电的充电装置（10），其中，所述第一复数个第一电接头（14）作为相互平行的、垂直于所述第一表面（13）的薄片进行构造。

3.根据权利要求2所述的电的充电装置（10），其中所述薄片中的至少一个薄片相比于剩余的薄片具有不同的长度，并且/或者

其中所述薄片中的至少一个薄片在第二方向（R2）上沿着薄片与剩余的薄片错位地进行布置。

4.根据前述权利要求1至3中任一项所述的电的充电装置（10），其中，所述执行器（16）和所述升降机构（11）如此地进行构造：所述升降机构（11）能够由此来开动：通过所述执行器（16）引起所述升降机构（11）的滑动器（20）的线性运动（LB）。

5.用于给车辆的电池充电的车辆的电的连接装置（110；110'），包括：

接收头（112；112'），该接收头在所述连接装置（110；110'）的第二表面（113）处或者在该第二表面上具有第二复数个第二电接头（114；114-1、114-2、114-3）；

引导机构（118；118'），该引导机构用于收纳放置于所述连接装置（110；110'）上的并且基本上平行于所述第二表面（113）地运动的充电头（12；12'），并且用于将运动的充电头（12；12'）和接收头（112；112'）引导到预先确定的相互位置关系中；

其中，如果所述充电头（12；12'）和接收头（112；112'）基本上处在预先确定的相互位置关系中，车辆的电池就能够通过所述第二电接头（114；114-1、114-2、114-3）充电，其中所述引导机构（118）三级对称沙漏形地进行构造，其中，所述接收头（112）位于所述沙漏的中间的最窄的位置处。

6.根据权利要求5所述的连接装置（110），其中，所述第二电接头（114；114-1、114-2、114-3）相互平行，在平行于所述第二表面（113）的方向上间隔地布置。

7.根据权利要求5或6所述的连接装置（110），其中，所述接收头（112；112'）相对于车辆能够移动地进行构造，并且通过至少一个弹簧（104）与车辆连接；并且其中，所述至少一个弹簧（104）在所述接收头（112；112'）从静止位置偏移时施加恢复力。

8.用于给车辆的电池充电的充电系统，包括：

根据权利要求1至4中任一项的、安装在车辆外部的电的充电装置（10）；和

根据权利要求5至7中任一项的、在车辆上构造的电的连接装置（110；110'）；

其中，所述充电装置（10）的充电头（12；12'）如此地进行构造：它能够插入到所述连接装置（110；110'）的引导机构（118；118'）中；并且为了给电池充电，所述第一电接头（14；14-1、14-2、14-3）能够至少部分地放置在所述第二电接头（114；114-1、114-2、114-3）上。

9.用于给车辆的电池充电的方法，包括：

借助于执行器（16）如此地开动（S01）升降机构（11）：与所述升降机构（11）相连的充电头（12；12'）至少部分地在第一方向（R1）上运动，该第一方向基本上垂直于所述充电头（12；12'）的第一表面（13），其中第一复数个第一电接头（14；14-1、14-2、14-3）构造在所述第一表面（13）上，该第一电接头至少部分地与能量源连接；

并且此外如果所述充电头（12；12'）在所述第一方向（R1）上碰撞到止挡面（U、P），那么所述充电头（12；12'）就如此地在第二方向（R2）上沿着所述止挡面（U、P）运动；

借助于引导机构（118；118'）将沿着所述止挡面（U、P）运动的充电头（12；12'）引导（S02）到相对于带有第二电接头（114；114-1、114-2、114-3）的接收头（112；112'）预先确定的充电位置中；并且

通过所述第一和第二电接头（14、114；14-1、14-2、14-3、114-1、114-2、114-3）从能量源中给车辆的电池充电（S03），

其中所述充电头（12）通过第一臂（21）与所述升降机构（11）相耦连；

其中，所述第一臂（21）在第一末端处通过第一扭力弹簧（31）与所述充电头（12）相耦连；

并且在第二末端处通过第二扭力弹簧（32）与剩余的升降机构（11）相耦连。