CN107000606A - 将充电站与车辆的充电插口电连接的装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于将充电站与车辆的充电插口电连接的装置和方法。为此，与电压源连接的接触头定位在车辆的充电插口的前面，并且随后插入充电插口中。为了在插入充电插口期间使接触头安全且可靠地定向，接触头在此具有校准部，所述校准部在插入充电插口期间自动定向接触头。以这种方式，能够降低对于插入之前定位接触头的要求，并且能够提高充电站与待充电的车辆接触的安全性。

Description

将充电站与车辆的充电插口电连接的装置和方法

本发明涉及一种用于将充电站与车辆的充电插口电连接的装置和方法和带有这种装置的充电站。

背景技术

文献DE102009001080A1公开了一种充电装置，该充电装置用于具有类似于电池的电流存储装置的陆基机动车。能够通过接触臂建立在电流存储装置与充电装置之间的电连接。在此，接触臂可运动地安装在充电装置处。

就电动车辆或混合动力车辆而言，为了对牵引电池进行充电，感应充电方法和传导充电方法是已知的。感应充电方法基于发送线圈与接收线圈系统的组合。相反，传导充电方法需要在充电站和电动车辆或混合动力车辆之间插入充电电缆。对于未来的电动车辆或混合动力车辆的接受性，对于电能量存储器充电的舒适度起着决定性的作用。

因此，需要一种用于将充电站与电动车辆或混合动力车辆的充电插口自动电连接的装置和方法，它们使得充电站能够舒适、可靠和高效地连接到车辆的充电插口。

发明内容

为此，根据第一方面，本发明提供了一种用于将充电站与车辆的充电插口电连接的装置。该装置包括接触头，所述接触头与充电站的电压源电连接。此外，用于将充电站与车辆的充电插口电连接的装置具有插入装置，所述插入装置设计用于将所述接触头插入所述车辆的所述充电插口。所述接触头在此包括校准部，所述校准部设计用于在插入所述充电插口期间自动定向所述接触头。

根据另一方面，本发明提供了一种用于将充电站与车辆的充电插口电连接的方法。该方法包括以下步骤：提供与所述充电站的电压源电连接的接触头;将所述接触头定位在关于所述车辆的所述充电插口的预定位置处;将所述接触头插入所述车辆的所述充电插口中;并且在将所述接触头插入所述充电插口期间，借助在所述接触头处的校准部使所述接触头自动定向。

发明优点

传导充电方法能够相对低损耗地传输大量能量。在此，本发明基于以下认识：对于在充电站与待充电的能量存储器（例如电动车辆或混合动力车辆的牵引电池）的充电插口之间的自动连接来说，将插头完全自动插入充电插口是非常困难的。对于这种车辆的驾驶员来说，将车辆始终如此精准地停放在预定位置处，使得在车辆处的充电插口分别精确地处于关于充电插口的、相同的空间位置上，是难以苦难的甚至几乎不可能的。然而，如果电动车辆或混合动力车辆的充电插口关于充电站的位置变化，则对于现有的常规系统来说，不可能在充电站和车辆的充电插口之间在没有额外的传感机构的情况下自动建立起可靠的连接。

因此，本发明基于下述构思：即便在充电插口关于充电站的位置发生变化的情况下，也能够实现充电站与车辆的充电插口的简单但安全且可靠的接触。为此，首先借助定位装置对接触头（例如充电电缆的插头或者类似物）执行粗略的定位。定位装置设计用于，将接触头定位在关于车辆的充电插口的预定位置处。在此，充电装置的接触头根据本发明地设计用于，使得在将接触头插入车辆的充电插口期间自动进行接触头的精细校准。接触头因此在插入充电插口期间自动定向，使得充电插口的触点与接触头的触点安全和可靠地接触。

由于接触头的特殊设计，接触头能够在预定的公差范围内独立地自动定向。因此，在通过定位装置进行定位期间便已经不再要求对接触头进行高精度的定向。由此能够省去花费高的并且昂贵的传感机构，该传感机构用于在车辆上的充电插口的精确的位置确定。节省这种传感机构简化了自动充电站的结构。因此，充电站的复杂性降低。因此，充电站不太容易出现错误。此外，也能够明显成本低廉地实现这样的充电站。

因为根据本发明的、用于充电站与充电插口的电连接的装置对在车辆上的充电插口的位置的精度没有提出高要求，所以车辆也不必为了充电过程而停放在充电站处的非常精确的预定位置处。因此能够由用户在常规停车过程中手动来执行车辆的停车，以在自动充电站处进行充电。在此，通过其他技术辅助器件（所述辅助器件用于在精确预定的位置处精准停放车辆）来进行额外的支持不是强制必要的。

根据一种实施方式，定位装置设计用于：将接触头定位在关于车辆的充电插口的、预定的空间公差范围内。为了将充电站与车辆的充电插口自动连接，将接触头粗略定位在充电插口的附近就足够了。在此，充电头应当如此定向，使得其能够在随后的步骤中通过简单的、朝着充电插口的方向的运动而插入到车辆的充电插口中。由于接触头的设计，对接触头的定位的精度提出没有高要求。因此，能够相对大地选择接公差范围，在该公差范围中，接触头必须定位在车辆的充电插口处。例如，接触头能够在约5厘米、10厘米或15厘米的范围中偏离接触头的最佳定位。也就是说，通过定位装置的粗略定位能够如此定位接触头，使得接触头能够以前面所描述的大小垂直下述线地偏离该线，所述线产生于在插入充电插口期间最佳定位的充电头的运动方向。

根据另一种实施方式，接触头包括补偿元件。补偿元件设计用于，在插入充电插口期间调节接触头的运动。在此，接触头在插入充电插口期间的这种运动产生于接触头的侧向运动（该侧向运动是由于在插入充电插口期间的精细校准导致的）。通过柔性的补偿元件（所述补偿元件在作用于接触头的侧向力作用时能够弯曲），接触头能够关于充电插口自动最佳地定向。

根据一种特别的实施方式，补偿元件包括关节、尤其是独立恢复的关节、弹簧元件和/或弹性体。

根据另一种实施方式，校准部包括旋转装置。这种旋转装置能够设计用于，使接触头围绕预定轴线旋转。尤其是，预定轴线能够是一种轴线，该轴线产生于下述方向：接触头在插入充电插口期间沿所述方向运动。通过这种旋转装置，接触头能够至少近似如此定向，使得接触头的触点与在充电插口中的触点一致地进行定向。为此，旋转装置能够借助驱动器主动地执行旋转过程。替代地，也能够是没有独立驱动器的旋转装置，所述旋转装置能够基于外力使接触头旋转。

根据另一种实施方式，校准部包括凹部，所述凹部延伸到接触头内部，并且在此朝着接触头内部的方向逐渐变窄。由于这种在直径或宽度上向内减小的凹部，能够实现接触头在插入充电插口期间的特别简单和高效的定向。

根据另一种实施方式，校准部包括球轮、滚子，轨道、销、槽和/或其它导引元件。通过这样的导引元件，能够实现接触头在插入充电插口期间特别简单的定向。

根据一种实施方式，接触头具有旋转对称的外部几何形状。尤其是，接触头能够具有锥形的外部几何形状。旋转对称的形状对定向提出了特别低的要求，因此特别适合于自动插入充电插口。

根据一种实施方式，接触头具有非旋转对称的接触布局。这种非旋转对称的接触布置导致在接触头与充电插口之间的触点的、明确的配属。尤其是，充电头的单个触点在此不必完全设计为圆形。因此，也能够在具有相对小的面积的接触头上布置大量触点。

根据另一种实施方式，所述装置包括通信装置。通信装置设计用于接收来自车辆的数据。此外，通信装置还能够设计用于向车辆发送数据。通过这样的通信装置，能够从待充电的车辆获得对于充电过程重要的信息。例如能够由车辆告知在该车辆上的充电插口的位置。此外，还能够传输充电参数、例如电压、最大允许的电流强度、电池容量、待传输的能量、鉴权参数或者结算数据等。以这种方式，能够最佳地准备和执行用于电动车辆的充电过程。

根据另一种实施方式，定位装置包括第一定位机构和第二定位机构。第一定位机构设计用于沿竖直的空间方向运动接触头。第二定位机构设计用于沿与第一定位方向的运动方向正交的空间方向运动接触头。通过接触头借助于两轴的定位装置产生的这种运动，接触头能够沿两个空间方向首先粗略调整到在待充电的车辆处的充电插口的位置上。

根据另一种实施方式，用于将充电站与车辆的充电插口电连接的方法包括下述步骤，该步骤用于确定预定位置，该预定位置用于接触头关于车辆的充电插口的定位。通过单独地确定接触头首先应当粗略定位的位置，定位能够单独地适配于不同的车辆类型，或者必要时适配于每个单个车辆。因此，在将充电站连接到待充电的车辆时，大的灵活性是可能的。

根据另一种实施方式，该方法包括下述步骤，该步骤用于在接触头插入充电插口之前释放车辆的充电插口。充电插口的释放能够例如包括翻开在充电插口处的盖子。此外，释放也能够包括由停放位置翻出充电插口。由此，充电插口能够在充电前免受污染或其他环境影响。

根据另一方面，本发明提供了一种带有具有根据本发明的、用于将充电站与车辆的充电插口电连接的装置的充电站。

本发明的其他的实施方式和优点产生于参考附图的以下描述。

附图说明

在此示出：

图1根据一种实施方式的、用于将充电站与充电插口电连接的装置的俯视示意图；

图2根据另一种实施方式的、用于将充电站与充电插口电连接的装置的侧视示意图；

图3根据一种实施方式的、对于接触头与充电插口的配合的示意图；

图4a、4b根据其他实施方式的、对于接触头与充电插口的配合的示意图；

图5a-d根据其他实施方式的、用于将充电站与充电插口电连接的装置的接触头的示意图；

图6根据另一种实施方式的、对于接触头与车辆的充电插口的配合的示意图；

图7基于根据另一种实施方式的方法的流程图的示意图。

实施方式的说明

图1示出了充电站1的示意图，所述充电站1具有用于将充电站1与车辆5的充电插口51电连接的装置2。车辆5能够例如是混合动力车辆或电动车辆。尤其是，车辆5能够是完全或部分电驱动的机动车，例如轿车（PKW）或货车（LKW）。充电站包括定位装置10和带有接触头21的插入装置20。借助定位装置10，插入装置20能够沿预定方向运动，以及布置在插入装置20上的接触头21由此也能够沿预定方向运动。因此，接触头21能够定位在关于车辆50的充电插口51的预定位置处。例如，定位装置10能够具有第一定位机构11和第二定位机构12。第一定位机构11在此例如能够执行水平运动，并且因此使带有接触头21的插入装置20水平地运动，也就是说平行或至少近似平行于用于车辆5的放置区地运动。第二定位机构12能够与第一定位机构11机械地连接，并且能够执行沿数值的空间方向的运动。因此，第二定位机构12的运动方向垂直于第一定位机构11的运动方向。以这种方式，带有接触头21的插入装置20能够通过第一定位机构11例如侧向地运动。由此能够操控并排停放的多个车辆5。例如在三个放置区I、II和III上能够并排停放三个车辆5，所述车辆能够通过借助定位装置10的第一定位机构11进行带有接触头21的插入装置20的侧向运动来关于定位装置的自由度被操控。此外，插入装置20的接触头21在此也能够被带到与相应的车辆5的充电插口51的位置相对应的位置处。在此，就这个定位而言，首先充电插口51的高度以及接触头21的高度被忽略。分开地借助第二定位机构12，在与相应车辆5的充电插口51的高度相同或至少近似相同的高度上进行接触头21的定位。

在通过定位装置10进行定位期间，在此，接触头21关于充电插口51的水平和垂直定向不必与相应车辆5的充电插口51的位置精确地一致。更确切地说，下述情况就足够了：将接触头21定位在关于车辆5的充电插口51的、预定的公差范围内。在此，在将接触头21插入充电插口51期间进行充电头21关于充电插口51的精确定向，并且在下文中对此进行更详细地描述。

图2示出了根据一种实施方式的充电站1的侧视示意图，所述充电站具有用于将充电站1与车辆5的充电插口51电连接的装置2。所述装置2在此能够包括接收来自车辆的数据的通信装置40。在此能够在通信装置40的方向中从车辆5单向地进行数据传输。替代地，在车辆5和通信装置40之间的双向数据传输也是可能的。通信装置40能够例如包括无线电接口41。借助这个无线电接口41，在通信装置40和车辆5之间能够进行无线数据传输。无线电接口41例如能够建立与车辆5的WLAN-连接。替代地，经由移动通信网路、例如GSM，UMTS或LTE的连接也是可能的。此外，也能够借助于近场通信（NFC/RF1D）进行无线数据交换。此外，其他的无线通信方法也是可能的。额外地或替代地，通信装置40还能够包括光学传感器42或光学接口。光学传感器42例如能够是摄像机、条形码扫描器或QR码扫描器。此外，用于接收来自车辆5的数据或用于在车辆5和用于自动连接的装置2之间进行数据交换的其他装置也是可能的。

通信装置40能够从车辆5接收车辆特定的数据，尤其是对在车辆5中的能量存储器50的充电而言重要的数据。这些数据能够包括例如鉴权数据、结算参数、充电电压、充电电流、电池容量和其他的充电参数。此外，在所传输的数据中也能够包含关于在车辆5处的充电插口51的位置的信息。此外，通信装置40还能够接收关于车辆5相对于充电站1的停放位置的数据。例如，能够从车辆5将GPS坐标等类似信息传输给通信装置40。同样可能的是，通信装置40借助合适的传感器来确定车辆5关于充电站1的位置。例如能够借助于摄像机42、超声波传感器、雷达传感器或其他传感器来确定车辆5的位置。

在用于将充电站1与车辆5的充电插口51自动连接的装置2的插入装置20处的接触头21能够包括多个电触点。这些电触点与电压源30电连接。电压源30例如能够是电压转换器或者说充电控制器，所述电压转换器或者说充电控制器调节由能量供应网络3或另一外部的能量源提供的、用于为车辆5中的能量存储器50充电的电能。替代地也可能的是，接触头21的触点也直接与能量供应网络3或另一个电压源连接。在这种情况下，仅需要借助合适的开关元件将在能量供应网络3或另外的电压源（一方面）与接触头21的触点（另一方面）之间的电连接闭合或打开，以便开始或结束充电过程。在这种情况下，通过在车辆5中的充电调节器来调节用于为在车辆5中的能量存储器50充电的电流和电压。

为了对车辆5的能量存储器50进行充电，接触头21必须插入进车辆的充电插口51中。在此，接触头21的触点与充电插口51的触点电连接。以这种方式，在电压源30和车辆5之间建立了电连接。随后，能够对车辆5的能量存储器50进行充电。在充电过程完成之后，在充电站1和车辆5之间的电压供应被中断，并且将接触头21再次从充电插口51中取出。

对于自动充电过程，因此也必须使接触头21自动实现进到车辆的充电插口51中的插入。为此，用于将充电站1与车辆5的充电插口51电连接的装置2首先将带有充电头21的插入装置20定位在充电插口51的前面。为此，装置2确定充电插口51的水平位置和垂直位置。随后，通过定位装置10将带有充电头21的插入装置20定位在充电插口51的前面。在此，车辆5应该如此停放在充电站1处，使得充电插口51向着用于将充电站1与充电插口51连接的装置2的方向定向。在此，对带有接触头21的插入装置20的定位精度没有很高的要求。更确切地说，下述情况就足够了：充电头21在预定的公差范围内位于充电插口51前面。在此，充电头21例如能够位于具有5、10、15cm的偏差的区域中，或者更多地偏离最佳位置。在此，该最佳位置被认为是下述位置，在该位置时，接触头21能够以直线插入充电插口51。

在充电头21在预定的公差范围内定位在充电插口51前面之后，触点头21随后借助插入装置20插入充电插口51。为此，接触头21借助插入装置20向着充电插口51的方向运动。充电头21和充电插口51在此被设计用于，在将充电头21插入充电插口51期间，接触头21独立地进行定向。为此，接触头21能够具有校准部，所述校准部在插入充电插口51期间自动定向接触头21。对于接触头21的这种自动定向，接触头21在此能够旋转、倾斜、侧倾或以另一方式进行变化，从而使得接触头21的触点相应于充电插口51的触点进行定向。

为了将接触头21插入充电插口51，插入装置20在此能够具有使接触头21向着充电插口51的方向运动的机构。插入装置20例如在此能够具有剪叉机构。替代地，下述其他机械装置也是可能的，所述机械装置借助电驱动器、液压装置或气动装置将接触头21运动到充电插口51中。

此外，插入装置20还能够具有旋转装置23。通过该旋转装置23，接触头21能够围绕预定的旋转轴线旋转。该旋转轴线在此例如能够平行于下述方向延伸：在插入充电插口51期间接触头21沿该方向运动。旋转装置23在此能够直接布置在接触头21上。通过借助旋转装置23使接触头21旋转，能够使接触头21的触点关于车辆5的充电插口51的触点进行定向。在此，例如能够基于下述预定参数来调节接触头21通过旋转装置23导致的旋转：所述参数由从车辆5传输到通信装置40处的数据得到。替代地，也能够将传感机构（此处未示出）布置在接触头21处、插入装置20处或布置在用于将充电站与充电插口连接的装置的另一位置处，以便确定在车辆5处的充电插口51的触点的定向。因此，接触头21能够与在充电插口51处的触点的定向相对应地进行定向。同样，也能够基于下述预定参数来确定接触头21的旋转，以及接触头21进到充电插口51中的插入：所述预定参数从由通信装置40接收的数据得到。在此，接触头21能够借助在旋转装置23中的驱动器主动旋转到期望的位置中。替代地也可能的是，旋转装置23是下述旋转关节：所述旋转关节能够通过外力的作用进行旋转运动。

此外，插入装置20能够包括补偿元件24。在将接触头21插入充电插口51期间，该补偿元件24实现了接触头21的侧向运动。尤其是，在将接触头21插入充电插口51时，这种补偿元件24实现的是：接触头21能够执行一种运动，该运动在将接触头21插入充电插口51期间关于接触头21的运动方向垂直或者至少大致垂直。该补偿元件24例如能够是弹簧元件、具有预定恢复力的关节、由弹性体或者类似物制成的部件。当施加在接触头21上的力超过预定临界值时，补偿元件例如能够实现接触头21的运动。如果在补偿元件24上施加低于预定临界值的力，则补偿元件24至少近似刚性地保持不变。相反，如果施加的力超过预定临界值，则补偿元件24变形，并因此实现在将接触头21插入充电插口51期间偏离由插入装置20施加的运动方向。

图3示出了通过接触头21和相应的充电插口51的横截面的示意图。接触头21在此具有校准部201。该校准部201能够例如是滚子、球轮、销或另一突出部。此外也能够设置凹部作为校准部201，例如凹槽或类似物。在此，在车辆5的充电插口51处添加了对应于接触头21的校准部201的导引部501。由此，当接触头21插入充电插口51时，接触头21能够通过校准部201与在充电插口51中对应的导引部501的配合关于充电插口51定向。以这种方式，能够使接触头21的触点如此定向，使得所述接触头的触点与充电插口51的触点合适地连接。此外，为了改善在接触头21插入充电插口51期间的滑动特性，接触头21的表面和/或充电插口51的表面也能够涂覆有具有滑动能力材料。例如由聚四氟乙烯（PTFE）或者类似物制成的涂层适用于此。

图4a和4b示出了将接触头21插入车辆5的充电插口51中的示意图。为了使接触头21插入充电插口51的插入过程变得容易，在图4a中所示出的实施方式中，在充电插口51前面布置导引元件52。导引元件52例如能够是板、轨道、杆或多个杆构成的机构或类似物。尤其也可能的是，导引装置52是在充电插口51前面的盖子，该盖子在充电头21插入之前向外翻起。如果接触头21在插入充电插口51的过程期间靠近所述充电插口51，并且在此碰到导引部52，那么接触头21能够在导引部52处沿着充电插口51的方向被导引。因此能够自动校准接触头21的、关于充电插口51的、可能存在的、水平或竖直的定位偏差。尤其可能的是，布置在接触头21处的校准部201由导引部52如此导引，使得接触头21关于充电插口51正确地定向。在此也可能的是，接触头21执行旋转运动。因此，接触头21的触点能够关于充电插口51的触点正确地定向。

图4b示出了用于带有导引部52的充电插口51的、替代的实施方式。在该实施方式中，导引部52布置在充电插口51的下方。在此所述引导部也能够例如是充电插口51的盖子，所述盖子在接触头21插入之前向下翻折。然而，对于导引部52的其他的实施方式也是可能的。类似于图4a所示，在此，接触头21在插入充电插口51期间也能够沿着导引部52被导引，并且在此接触头21能够进行自动定向。在此，在充电头21处的校准部201也能够与在充电插口51处的导引部52配合，以实现接触头21的定向。

图5a至5d分别示例性地示出了接触头21的俯视图。在图5a中，接触头21包括多个漏斗形的凹部21-1。在这些漏斗形的凹部21-1中，能够分别布置接触头21的电触头。原则上，没有电触头的凹部也是可能的。这些凹部能够在将接触头21插入充电插口51期间用于更好的导引。通过漏斗形的构造(就该构造而言，凹部的直径沿接触头21的内部的方向连续地减小)，即使在接触头21关于待充电的车辆5的充电插口51进行定位期间出现轻微偏差，插头仍然能够可靠地插入充电插口51，并且接触头21的触点与充电插口51的触点进行电接触。在这种情况下，凹部的漏斗形的设计实现了接触头21关于充电插口51进行独立定向。

图5b示出了接触头21的实施方式的另一俯视图。在这种情况下，接触头21具有多个槽形的凹部21-2。槽形的凹部21在此能够具有V形的形状。在此沿接触头21的内部的方向观察，间隙21-2的宽度逐渐变小。通过这种方式也可能的是，接触头21在插入待充电的车辆5的充电插口51时在预定的公差范围内独立地定向。间隙形的凹部21-2在此或者能够沿着在接触头21的表面上的方向完整地延伸。替代地，如在图5b中的接触头21的中间所示，间隙21-2也能够仅跨越一部分延伸，从而使得沿着在接触头21的表面上的方向出现多个缝隙。在此，在所述间隙21-2的内部能够分别布置电触头。就该实施方式和接下来的实施方式而言，没有电触点的凹部也是可能的。

图5c和5d示出圆形的接触头21。在图5c中，接触头21在此具有圆形的凹部21-3，在所述凹部中能够分别布置电触点。通过这种旋转对称的接触头21，能够将接触头21特别简单地插入到车辆5的充电插口51中。在这种情况下，接触头21不是必须进行用于触点定向的旋转。

图5d同样示出了圆形的接触头21，然而就该接触头而言，在接触头21中的凹部21-4被实施为弓形。以这种方式，能够在圆周内布置多个触点。因此，能够在较小的空间中实现更大数量的触点。为了圆形的接触头21时（例如它在图5d中所示的那样）执行明确的定向，各个扇形能够在此不同大小地实施。在此，凹部21-4的宽度以及弓形的大小均能够变化。以这种方式能够确保，圆形的接触头21也能够仅以预定取向插入车辆5的充电插口51中。

结合图5a至5d所示出的、凹部和触点的数量在此仅用于更好的理解，并且并不构成对本发明的限制。偏离于所示出数量的触点数量也是可能的。在图5a和图5b所示出的矩形的接触头也仅被示例性地理解。与此偏离的几何形状，例如方形、多边形等等也是可能的。接触头21优选具有锥形的或者圆锥形的或者说圆锥台形的外部几何形状。在此，基面（其上布置有触点或者用于所述触点的凹部）与指向插入装置20的侧面相比具有较小的基部面积。换句话说，接触头21在下述表面的方向上逐渐变窄，在该表面上布置有触点或者说用于所述触点的凹部的。以这种方式，在插入充电插口51期间，接触头21在预定的公差范围内进行独立定向是可能的。

图6示出了通过接触头21和车辆5的相应的充电插口51的横截面的示意图。为了使接触头21与充电插口51接触，接触头21在此沿着在充电插口51的方向上的箭头方向被插入。在该示例中，充电插口51具有三个触点51-a、51-b和51-c。接触头21相应地具有三个带有触点21-a、21-b和21-c的凹部。在该示例中，充电插口51的这三个触头51-a、51-b和51-c被设计成长度相等的，而接触头21的触点21-a、21-b和21-c在接触头21内以不同的程度远离指向充电插口51方向的外侧。以这种方式能够实现，在接触头21插入充电插口51时，接触头21的触点21-a、21-b和21-c在不同的时间点与充电插口51的相应的触点51-a、51-b和51-c电接触。因此，例如能够确保参考电位的电接触首先发生。只有在接触头21的参考电位经由相应的触点连接到充电插口，并且因此连接到待充电的车辆之后，随后才在将接触头21进一步插入充电插口51时进行相位接头的接触，经由所述相位接头，在车辆5中的能量存储器50充电期间应当发生能量供给。即便在这些触点均已经彼此电连接之后，最终也能够进行在充电期间对于通信所需的数据连接的接触，通过所述数据连接于是才释放充电过程。以这种方式，能够增加在接触期间的安全性，并且能够满足可能存在的安全要求。

除了在此示出的实施例之外，其中充电插口51的触点51-a、51-b和51-c具有相同的长度，并且接触头21的触点21-a、21-b和21-c被布置关于至指向充电插口51方向的外侧的间隔的不同的位置中，替代地还能够在车辆中布置具有不同长度的接触头51-a、51-b和51-c的充电插口51，并且在此能够布置接触头21的、与指向充电插口51方向的外侧同等距离间隔地布置的触点21-a、21-b和21-c。

先前描述的、用于将充电站1与车辆5的充电插口51自动电连接的、充电站1的装置2实现了在充电站1和车辆5之间进行连接时的大的灵活性。尤其是，已经能够通过定位装置10考虑在不同车辆5上的充电插口51的位置的变化，并且在此分别能够操控合适的位置，用于将接触头21插入充电插口51。接触头21在插入充电插口51期间的自动精细校准在此实现的是：对定位装置10的精度仅提出较小的要求。此外，如在图1中也已经示出的那样，通过定位装置10的大运行半径，并排停放的多个车辆5能够依次被一个且同一个充电站1操纵。为此，能够分别将接触头21依次插入到并排停放的多个车辆5的充电插口51中的一个充电插口中，并且能够对相应车辆5的相应的能量存储器50进行充电。在能量存储器50已经完全充电或满足了任何其他中止标准之后，接触头21能够再次从相应的充电插口51中取出，并随后插入到下一个车辆的充电插口51中。随后，能够对下一个车辆5的能量存储器50进行充电。以这种方式，实现了借助充电站对多个车辆进行充电的灵活的充电概念。在此在创建充电概念时，尤其也能够考虑从车辆5传输到通信装置40的数据。因此，能够为在充电站处的多个车辆分别计算和执行最佳充电概念。例如也能够分别首先仅为多个车辆5的能量存储器50进行部分充电。在所有能量存储器50分别具有预定的最低充电状态之后，随后能够对车辆5的能量存储器50依次进一步充电。由此能够确保首先所有车辆都准备好运行，并且随后能够通过进一步充电来增加车辆的航程。除此以外，其他灵活的充电概念也是可能的。通过车辆5的自动接触和去接触，由单个充电站1对多个电动车辆的充电不需要手动的用户干预。因此，能够增加充电期间的舒适性和安全性。

图7示出了一种流程图的示意图，该流程图基于一种方法，该方法用于将充电站1与车辆5的充电插口51电连接。在步骤110中，首先提供接触头21。该接触头21、并且尤其是该接触头21的触点能够与充电站1的电压源30电连接。接触头21尤其是能够布置在插入装置20上，如该插入装置之前已经被描述的那样。随后在步骤120中，接触头21定位在关于车辆5的充电插口51的预定位置处。该预定位置是在充电插口51的前面的位置，由该位置，充电头21能够插入充电插口51。该预定位置尤其能够是一预定的空间范围，该范围尺寸能够包括在几厘米至10甚至20cm。此外根据接触头21和充电插口51的设计，也能够是更大的空间范围。

于是在步骤130中，将接触头21插入车辆5的充电插口51中。在这样将接触头21插入充电插口如51期间，在步骤150中进行接触头21的自动定向。为了使接触头21关于充电插口51自动定向，接触头21能够包括校准部201，如该校准部此前已经描述的那样。

为了使充电站1与车辆5的充电插口51更灵活地连接，此外，该方法还能够具有下述步骤，该步骤用于确定预定位置，该预定位置用于接触头关于充电插口的定位。对于这样一个步骤，能够接收并评估尤其是来自车辆5的数据。这些数据能够直接指定在车辆5上的充电插口51的位置，或者能够包括车辆特定的数据，由该数据出发能够确定在车辆5上的充电插口51的位置。为此，例如能够基于从数据库接收到的、车辆特定的数据来读出在相应车辆5上的充电插口51的位置。

如果车辆5的充电插口51被盖子保护，或者必要时充电插口51首先被翻折进车辆内部，则此外在另一步骤中，首先能够通过翻开盖子或翻转出充电插口来释放这样的充电插口51。为此，必要时能够在用于将充电站1与充电插口51连接的装置2处布置其他的器件。例如，能够机械地执行充电插口51的释放。替代地，也能够借助无线电接口或者类似物向车辆5用信号告知即将发生的接触过程，随后车辆5独立地释放充电插口51。

概括地说，本发明涉及一种用于将充电站与车辆的充电插口电连接的装置和方法。为此，与电压源连接的接触头定位在车辆的充电插口的前面，并且随后插入充电插口中。为了在插入充电插口期间使接触头安全且可靠地定向，接触头在此具有校准部，所述校准部在插入充电插口期间自动定向接触头。以这种方式，能够降低对于在插入之前接触头定位的要求，并且能够提高充电站与待充电的车辆接触的安全性。

Claims (15)

1.用于将充电站（1）与车辆（5）的充电插口（51）电连接的装置（2），该装置包括：

接触头（21），所述接触头与充电站（1）的电压源（30）电连接;

插入装置（20），所述插入装置设计用于将所述接触头（21）插入所述车辆（5）的所述充电插口（51）中;

其中，所述接触头（21）具有校准部，所述校准部设计用于在插入所述充电插口（51）期间使所述接触头（21）定向。

2.根据权利要求1所述的装置（2），具有定位装置（10），所述定位装置设计用于将所述接触头（21）定位在关于所述车辆（5）的充电插口（51）的预定位置处。

3.根据前述权利要求中任一项所述的装置（2），其中所述定位装置（10）设计用于将所述接触头（21）定位在关于所述车辆（5）的充电插口（51）的、预定的、空间的公差范围内。

4.根据前述权利要求中任一项所述的装置（2），其中所述接触头（21）包括补偿元件（24），所述补偿元件设计用于，在插入所述充电插口（51）期间调节所述接触头（21）的运动。

5.根据权利要求4所述的装置（2），其中所述补偿元件（24）包括关节、弹簧元件和/或弹性体。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的装置（2），其中，所述校准部包括旋转装置（23），所述旋转装置设计用于围绕预定的轴线旋转所述接触头（21）。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的装置（2），其中，所述校准部具有凹部，所述凹部沿所述接触头（21）的内部的方向逐渐变窄。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的装置（2），其中，所述校准部具有球轮、滚子、轨道、销、槽和/或另一导引元件。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的装置（2），其中，所述接触头（21）具有旋转对称的外部几何形状。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的装置（2），其中，所述接触头（21）具有非旋转对称的触点布局。

11.根据权利要求1至10中任一项所述的装置（2），其中，所述装置此外还具有通信装置，所述通信装置设计用于接收来自所述车辆（5）的数据。

12.带有根据权利要求1至12中任一项所述的装置的充电站（1），该装置用于将所述充电站（1）与车辆（5）的充电插口（51）电连接。

13.用于将充电站（1）与车辆（5）的充电插口（51）电连接的方法，包括以下步骤：

提供（110）接触头（21），所述接触头与所述充电站（1）的电压源（30）电连接;

将所述接触头（21）定位（120）在关于所述车辆（5）的所述充电插口（51）的预定位置处;

将所述接触头（21）插入（130）所述车辆（5）的所述充电插口（51）中;和

在将所述接触头（21）插入所述充电插口（51）期间，借助在所述接触头（21）处的校准部，使所述接触头（21）自动定向（140）。

14.根据权利要求13所述的方法，包括用于确定下述预定位置的步骤，所述预定位置用于所述接触头（21）关于所述车辆（5）的所述充电插口（51）的定位。

15.根据权利要求13或14所述的方法，包括在所述接触头（21）插入所述充电插口（51）之前释放所述车辆（5）的所述充电插口（51）的步骤。