CN109466518A - 用于为能量储存器充电的充电装置、运输工具和设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于为交通工具的电化学的牵引用能量存储器充电的运输工具(13)、充电装置(27)和设备(1)。按照本发明的设备(1)包括：‑用于为交通工具(10)的牵引用能量存储器充电的电化学式能量储存器，‑用于与交通工具(10)的牵引用能量存储器建立导电连接的充电插头，‑运输装置(12)，所述运输装置设置用于通过升降装置(22)被啮合以便抬升所述设备(1)和‑用于将外部电能接收到能量储存器中的第一电接头(23)，其中，‑第一电接头(23)在空间上这样与运输装置(12)结合，使得所述设备(1)能够通过第一电接头(23)在抬升过程中自动地被导电接触。

Description

用于为能量储存器充电的充电装置、运输工具和设备
技术领域
本发明涉及用于为电化学的能量储存器充电的运输工具、充电装置以及设备，所述能量储存器也可以用于交通工具(因此以下称为“牵引用能量存储器”)。本发明尤其涉及对灵活式充电桩的舒适并且节省时间的操作。
背景技术
个人交通的电气化当前快速地向前推进。因为大量的潜在用户不能接触到自有的充电设施或者由于其居住情况而不能为其提供，所以存在对可公共利用的充电桩的大量需求。然而，取决于公共能量供应网，有很多原则上存在对充电设施的需求的位置没有配设足够的充电桩。当前约35％的德国人住在私人住宅中并且因此原则上可以提供用于停在自己土地和地面上的电动车的充电桩，而对于65％的住在租赁房屋或者公寓中的德国人，由于居住情况不能提供用于为电动车充电的自有接头。至少当前并没有要求房东准许建筑上的改变以提供暗线箱。
WO 2016/203383 A1公开了一种移动充电站，其具有安装在其上侧的钩子，借助所述钩子可以通过运输工具将充电桩从第一位置置入第二位置。在移动充电柱内部布置有电化学式能量储存器，可以从所述电化学式能量储存器中抽取充电所需的电能。
发明内容
由前述现有技术出发，本发明所要解决的技术问题在于，使灵活式充电桩的操作更舒适和更高效。本发明所要解决的技术问题尤其在于，将灵活式充电桩设置用于较宽的应用范围。
前述技术问题按本发明通过以下公开的技术解决。所述技术基于用于为电动车充电的充电桩和类似装置，其是自给自足并且灵活的。这表示充电桩能够在电网设施充足之处被充电。这例如可以在风能发电设备、变电站、火车馈电点的区域中和其它具有高容量的能量网络区域中实现。接着将灵活式充电桩通过道路运送至使用位置。在这些位置上，局部电网不需要为了给电动车充电而适配。灵活的充电和服务桩(以下也称为“设备”)不需要安装和网络接口。所述设备可以提供大于1kW的充电功率。所述设备可以具有外部显示屏，所述显示屏可以至少接近完全地包围充电桩的外周。在显示器上可以显示照明横幅、娱乐信息和广告。同样可以设置至少接近完全包围灵活式充电桩的外周的照明元件，其颜色和/或照明图案为行人提供充电桩是否可用或者被占用/用完的信息。此外，可以集成位置/充电桩远程监控功能、外部摄像头、WLAN热点等，以便获得针对该方案感兴趣的人/客户和/或提供付费服务。例如，可以设置2、3、4或者更多个用于为电动车充电的充电插头和储电装置。它们可以实现低压至高压充电过程。作为备选或补充，可以设置家庭常用的插座，用于使所谓的餐车、立式暖气、车用暖风设备、电动自行车、迷你电动车(E-Scooter)等电气化。此外，充电桩包括用于外部能量供应(Plug-In)的连接可能性。换而言之，实现了对设置于充电桩内的电化学式能量储存器的充电，而不需要将能量储存器从充电桩中取出。作为备选或补充，设置运输钩，其能够承载1吨至5吨范围内、优选3吨范围内的充电桩重量。作为备选或补充，可以在充电桩外侧上设置保险杆或缓冲器(英语：Bumper)作为运输保护。此外，可以设置防盗保护，以防止未经授权地移除充电站。例如可以设置远程监控、定位系统(例如GPS、GLONASS、Galiloe等)、外部摄像头、加速度传感器等，以探测充电桩未经授权的运动并且能够采取适当措施。
充电容量可以与电池开发的水平适配，其中，在第一代中力求达到约500kWh的容量，在第二代中700kWh并且在第三代中约为1000kWh。充电桩的容积例如在1m3至3m3之间的范围内，尤其在1.2m3至2m3之间，特别优选在1.4m3至1.8m3之间的范围内。充电站的高度例如可以在1m至2.50m之间的范围内，优选在1.60m至2m之间，以便也能够实现在停车楼中的安装。充电桩的基面优选适用于遵循约1.20m×0.8m的Euro-Palette的尺寸。
为了操作充电桩，可以在外侧上设置触摸敏感的显示屏并且作为补充或备选，可以设置用于操作可使用的功能的由汽车制造商开发的操作方案(英语：“HMI”，德语：“MMI”)。充电桩的任务管理可以保证充电功率选择、充电电流原理(直流电/交流电)、充电显示/充电状态的电流质量、当前处理中的或者等待处理的任务和生成账单。也可以根据可使用性提供所谓的插头和充电功能性。
可以为客户提供增值服务：例如，可以通过充电站提供来自汽车制造商的更新服务，提供网络服务、车载信息和娱乐以及车上购物和广告。
除了付费服务之外，可以通过充电站提供公共服务，例如紧急呼叫功能、除颤仪、Small Cells(无线接入节点)、环境地图/环境信息和关于酒店、咖啡馆、景点等的推荐。
按照本发明建议的灵活式充电桩可以安装在公共的/商业的区域内的预定点上并且投入运行。灵活式充电桩的当前位置、其填充状态和相应充电桩的预订可能性在应用程序中以及在充电桩本身上向用户显示。各不相同的交通工具(轿车、运输工具、载重货车、电动自行车、电动助力车等)可以通过与牵引用能量存储器建立导电连接而被充电。根据需求和可使用性以及根据客户的付费意愿可以实现高达100kW和更高的不同充电功率。一旦充电状态(英语：State of Charge)接近预定义的下阈值(例如20％)，可以促使充电桩的更换。为此，物流服务者进行充电桩的更换。这个过程例如可以通过平板车、运输工具、载重货车等进行，它们配有吊车/起重机。借助运输工具将放电的灵活式充电桩放置在区域性的电流提取点(例如风力发电厂等中的能量发生器)。在灵活式充电桩充电之后，相应的运输工具将充电桩放回其使用位置，这个使用位置可以与之前的使用位置一致，但不是必须与其一致。
按照在此公开的技术的一个方面，灵活式充电站内部的电池组在区域性的电流馈送/提取点处被充电，所述电流馈送/提取点可以与用于运行管理的管理装置一致，但不是必须与管理装置一致。尤其是除了电流网可以在发电器(例如在风力发电厂、潮汐发电站、太阳能发电站、地热发电站等中)或者在电网(例如电气铁路网/铁路牵引电流)中进行充电。在此，区域性的充电中心可以与所谓的智能电网(网络稳定化、电流贸易等)耦合。来自按照本发明的灵活式充电站的电能的用户可以是各不相同的交通工具(例如电动车、电动踏板车、电动自行车)或者也可以是其它的集流器(例如固定或者移动的充电商店、市场木棚等)。它们也可以用于整平峰值集流功率。充电可以通过交流电技术或者直流电技术实现。灵活式充电站可以被远程监控，其中，当充电状态和/或健康状态(英语：State ofHealth，SOH)低于预定义的最小值时，进行更换。
交通工具直接在灵活式充电站附近停留的价格可以按照相关的充电功率、相关的能量/能量质量和/或泊车时长进行分级。广泛的附加功能(公共职责、忠诚度职责、服务职责以及广告)可以免费或者付费地预订。充电桩原则上自主地工作，但通过管理装置或者运行者远程监控或者远程控制。通过广泛的并且精巧的传感器可以根据需求地在客户处定位充电桩并且运行。维护需求和/或更新需求可以有线连接地和/或无线地与管理装置通信。
由之前公开的技术出发，上述技术问题通过用于为交通工具的电化学的牵引用能量存储器充电的设备解决。所述设备规定用于为电动的交通工具(轿车、运输工具、载重货车、踏板车、电动自行车等)和其它电能消耗器提供电能。所述设备可以相应于上述实施形式地理解为充电桩、灵活式充电桩或者灵活式充电站。所述设备包括电化学的能量储存器，其例如可以设计为蓄电池、电池、燃料电池等并且设置用于为上述的交通工具的牵引用能量存储器充电。电化学式能量储存器例如可以设置用于为电动轿车的至少一个牵引用能量存储器完全地充电，尤其是同时和/或依次地为多个牵引用能量存储器完全地充电，而电化学式能量储存器本身在其间不需要外部的电能输入。上述设备具有用于与牵引用能量存储器建立导电连接的充电插头。换而言之，借助充电插头接触设置在交通工具上的对应充电插座或者相应的接触装置，从而能够以设置用于交通工具的电流(直流电或者交流电，具有预定义的电流强度，电压控制和/或电流控制)进行充电。在所述设备上设置有运输装置，用于被升降装置(例如运输工具和/或固定的装置、尤其是装载装置)啮合以便抬升所述设备。换而言之，运输装置提供了机械连接的可能性，用于将设备例如放置/装载在运输工具、高架堆垛等上。第一电接头用于接收外部电能，通过所述电能可以为设备的电化学式能量储存器充电。所述电化学式能量储存器可以具有这样的容量，其设计得足够用于为纯电动交通工具的四个、优选八个、尤其优选十个或者更多的一般牵引用能量存储器充电。为了实现对按照本发明的设备的舒适和高效的操作，第一电接头在空间上这样与运输装置结合，使得当所述设备通过运输工具和/或固定的吊车被抬升时，所述设备能够通过第一电接头自动地被导电接触。这尤其可能要求运输装置和第一电接头布置在设备的上侧或者设备的壳体上。用于抬升所述设备的升降装置本身的电接头(以下称为“第二电接头”)具有相对于升降装置对应的空间布局。在承接按照本发明的设备的过程中的导电接触提供了多个优点：一方面通过设备的外围装置实现了第一电接头的在很大程度上自动化的或者说与操作人员无关的接触，只要所述设备被提升。在理想情况下，运输工具的驾驶员或者装载装置的操作人员为了建立与按照本发明的设备的机械连接和导电连接既不需要触摸运输装置也不需要触摸这一侧的电接头。另一方面，在装载/放置(在例如运输工具上的)过程中就已经可以为所述设备的电化学式能量储存器充电。换而言之，按照本发明的设备处于悬挂(“处于升降装置上”)的状态中就已经可以进行充电或者放电。以此方式可以减少设备不在其使用位置的停留时间，由此改善对于运行者的经济性并且延长设备在使用位置处的可使用性。
为了实现按照本发明的设备的舒适和高效的操作，电接头备选或附加地布置在设备的下侧。换而言之，电接头设计为能够从下方接触到的、用于为按照本发明的设备的电化学式能量储存器充电的充电接头。以此方式，所述设备可以在下降的过程中与装载装置的对应电接头导电连接，所述装载装置的电接头向上裸露或者至少设置用于从上方被接触。实际上所述布置结构例如可以设计为插头-插座连接并且备选或附加地通过可滑移/可移动的盖板被保护以防止污物和/或液体进入。按照本发明，设备的电接头可以设计为插头或者插座，其中，充电站的对应充电触头可以相应相反地设计。电接头的按照本发明在设备下侧的布置提供了这种可能性，即当设备在集电站/充电站内下降的过程中就已经实现导电接触，以便为设备充电。以此方式省去了用于引入电能的手动连接。
优选地，可以在设备的电接头与电化学式能量储存器之间设置开关器件，所述开关器件设置用于在完成接触过程期间才闭合。以此方式避免了在按照本发明的设备的外侧上的处于电压下的电接头裸露，由此避免了物质和人员的损伤。如在电动交通工具和其充电设施之间通信时那样，可以设置导电连接的试验，其中交换消息，借助所述消息确保在传输值得注意的电功率之前已经完成了导电和/或机械的连接。
按照本发明的设备的电接头可以设计为可移动的。电接头尤其可以在对预定义信号的响应中在设备下侧释放/裸露。例如，电接头可以向下移动，以便朝向充电站的对应电接头移动。换而言之，这使得电接头在适当的时间点从设备下侧伸出。这并不排除电接头布置在设备下侧的凹处中的可能性。电接头本身尤其可以在移出的状态下布置在凹处的容积内部。
优选地可以设置可移动的盖，其流体密封和/或相对灰尘密封地设计。可移动的盖尤其可以在基本上水平的方向上可滑移地设置。所述盖可以电动地和/或液压地和/或磁性地运动。在对应的充电站的适当设计方案中，无源的设计方案也是可行的。在这种情况下，例如可以只设置复位元件(例如回弹性的，尤其是螺旋弹簧)，以便在设备没有装入充电站时在任何情况下隐藏设备的电触头。
按照本发明的另一方面，建议一种用于为按照前述发明方面的设备充电的充电装置。除了以下提到的特征，按照本发明的充电装置可以与按照第三发明方面的充电装置一致。相对于按照第三发明方面的充电装置，所述充电装置设置用于使按照本发明的设备/灵活式充电桩从上方下降到充电装置中，并且在下降过程中通过第二电接头建立与设备的导电连接。为此，充电装置的第二电接头与设备的第一电接头这样对应，使得在下降过程中第二电接头可以通过第一电接头被导电接触。这不排除在成功下降之后第一和第二电接头彼此必须进行相对运动以建立导电接触的可能性。换而言之，充电装置可以具有可移动的第二电接头，所述第二电接头能够向上移动以便与设备建立导电接触。在此，充电装置的第二电接头可以在移动的过程中才从充电站上侧伸出并且可以说迎着按照本发明的设备张开。
为了在设备与充电装置之间实现特别简单并且快速以及基本上自动的接触，可以设置导引辅助件，它们有利于设备与充电装置之间的相对定位。导引辅助件例如可以设置为充电装置中和/或设备壳体外侧上的倒棱/斜面。这不排除将传感技术的、尤其是光学和/或感应式的定位识别装置用于设备在充电装置中的相对定位。例如，充电装置可以具有传感器件，其与设备上的对应标记共同作用并且向升降装置输出控制信号，以便调校定位。以此方式可以在设备下降的过程中支持导电接触。
按照本发明的设备的运输装置和第一电接头彼此可以这样处于预定义的空间关系中，使得总是存在基本上相同的预定义的空间关系。作为备选或补充，运输装置相对于设备其余部分的位置/定向可以是预定义和已知的，并且作为备选或补充，第一电接头相对于其余设备部分的位置/定向可以是预定义和已知的。设备实现机械接触和导电接触的方式方法(例如方向)由此是特别能预测的并且因此是能自动化的。
如果运输装置与升降装置和第一电接头与基础设施侧的第二接头啮合的接触方向基本相同，则相应的接触可以特别简单并且非常自动化地实现。只要例如吊车钩作为升降装置需要与运输装置机械连接，则在吊车钩下降的过程中也可以在第一和第二电接头之间实现导电连接。为此，第一和/或第二电接头可以通过作为穿装辅助件的导引器件、尤其通过磁力和/或漏斗/斜面状的结构自动地彼此定向。由此可以在不用耗费和耗时的定向步骤的情况下特别简单地实现连接。
优选地，按照本发明的设备可以在其下侧具有附加的运输装置，通过所述运输装置可以使所述设备与外围装置建立机械连接。所述外围装置例如可以是构造相同的设备，所述设备放置在其上。备选地，所述外围装置可以是运输工具，在所述运输工具的平台/装载面上布置有对应的锁定装置，以便能够在运输期间基本上自动地锁定所述设备。为此，所述设备可以这样放置在运输工具上，使得运输工具的锁定装置自动地与附加的运输装置啮合并且锁定。如果所述设备布置在构造相同的设备上，以便例如在使用位置上节省安装面，则上方设备的附加运输装置可以与下方设备的运输装置啮合，从而固定上方设备以防无意地从下放设备上滑落。下放设备的运输装置和/或上方设备的附加运输装置为此可以通过操作装置和/或无线通信信号被激活或者去激活，从而使附加的运输装置与所述运输装置啮合或者不啮合，由此实现或者松脱两个设备的锁定。对于本领域技术人员不言而喻的是，以此方式也可以重叠地布置多于两个设备并且按照本发明地机械固定/相互连接。
作为备选或补充，按照本发明的设备可以具有(附加的)电接头，其同样布置在设备的下侧。通过附加的第一电接头可以将按照本发明的设备与布置在其下方的按照本发明的(第二)设备导电连接。这例如可以在这些设备应节省空间地布置在使用位置上的情况下是有利的。在此，上方设备可由于下方设备的结构高度布置得过高，以致于不能由用户直接操作。例如，上方设备的充电插头和/或显示屏以及其它操作元件不能由用户接入。通过经由附加的第一电接头的导电连接和/或信息技术连接，上方设备可以通过下方设备提供能量。作为备选或补充，上方设备可以通过下方设备的操作元件被操作。这例如适用于多媒体呈现、能量输出/能量吸收和环境传感器(尤其是摄像头和/或加速度传感器)的使用。在中央管理装置/再充电站的区域内，多个按照本发明的设备可以通过附加的第一电接头和所述电接头相互导电连接，以便省去各个用于能量吸收/能量输出的单独的导电接触。换而言之，汇流排可以通过(附加的第一)电接头和所述第一电接头导电连接，因此可以通过已经连接在再充电插头上的按照本发明的设备实现按照本发明设计的设备的自动的导电接触，方式为将已经连接在再充电插头上的设备下降到需要附加充电的设备上并且在此将处于再充电插头上的设备的(附加的)电接头与需要附加充电的设备的(第一)电接头相连。相应设计的按照本发明的设备的操作在以下情况下是特别简单和可以自动化的以及节省时间的，即附加的运输装置与所述运输装置或者附加的第一电接头与所述第一电接头或者自动地锁定并且在相应信号时才需要解锁，或者自动地解锁并且在相应信号时才需要锁定。
例如，运输装置可以相对于第一电接头可移动地布置。换而言之，运输装置和第一电接头这样相互布置，使得首先一个装置并且随即另一装置与设备的外围装置啮合。例如，第一电接头也可以设计为相对于运输装置可移动的，以便在运输装置啮合到外围装置的升降装置中之后才建立与外围装置的导电连接。可移动性尤其可以沿着共同的接触方向设置。以此方式可以首先使运输装置与升降装置啮合并且按照运输装置的所进行的确定的空间定位的方式将第一电接头简单地与第二电接头相连。因此，并不需要运输装置向升降装置以及第一电接头向第二电接头的同时定向。由此再次改善了按照本发明的设备的操作的可自动化性。
优选地，第一电接头可以具有针对按照本发明的设备的导电接触的保险装置。这一方面用于实现安全性，以防电击、电引起的烧伤、短路等。这另一方面用于防止盗窃能量。保险装置尤其可以设置用于在对存在预定义信号的响应中才释放第一电接头以进行导电接触。例如，预定义信号可以将用户、运输工具、(装)载装置等识别为对于设备有权限的。
运输装置和/或第一电接头的自动释放也可以基于位置地进行。为此，所述设备可以设置用于将其位置与预定义的参考进行比较并且在对停留在预定义位置的响应中进行对运输装置和/或第一电接头的接入。为此，可以设置定位模块，所述定位模块设置用于确定设备的位置。定位模块例如可以基于卫星地工作。作为备选或补充，可以使用以下用于定位的无线技术中的一个或多个：WLAN、GSM、蓝牙、ETGE、LTE、LET-A等。也可以使用可能存在于所述设备上的摄像头、传感器和/或麦克风，以便识别设备在“可靠的”预定义位置上的停留并且在对此的响应中自动地展开运输装置和/或第一电接头。
按照本发明的设备的巨大电容量或者巨大能量容量能够在需要时支持能量供应企业的电网。换而言之，所述设备可以与移动的和/或固定的电网连接并且将电能从电化学式能量储存器馈送到例如固定的网络中。例如，以此方式可以通过按照本发明的设备缓冲峰值负载时间，因此发电站容量不必与峰值负载相应地设计。电能的馈送可以在使用位置进行，并且备选或附加地可以在通常为按照本发明的设备本身提供电能的位置进行。换而言之，按照本发明的设备的容量可以出租式地或者以其它有偿方式提供给网络运营者，以便缓冲其电功率。电能的馈送一方面实现了通过能量供应企业特别生态兼容地提供电能，另一方面实现了用于按照本发明的设备的运营者的附加收入来源，由此其企业能够在经济上更有吸引力或者降低用于提供所述设备的成本。
按照本发明的第二方面，建议一种用于运输上述设备的运输工具或者说交通运输工具。所述运输工具可以设计为运输机、载重汽车、平板车等。运输工具包括升降装置，其例如可以设计为吊车、堆垛叉车等。运输工具可以具有传送带或者链条传动机构，以便接着将所抓取的设备放置和/或自动地固定在运输工具上的预定义位置中。所述升降装置设置用于与设备的运输装置啮合，以便建立机械连接。以此方式，运输装置可以用于抬升所述设备。借助运输装置可以将所述设备从使用位置装载到运输工具上。这尤其可以在操作人员不必为此离开运输工具的情况下进行。至少不需要手动地将抬升装置与运输装置耦连。以旧玻璃集装箱为例，其可以借助吊车被机械地抬升并且被置于布置在运输工具上的集装箱上方并且借助布置在吊车上的第二钩在其中排空。运输工具还可以具有第二电接头，借助所述第二电接头能够将电能输出至能量储存器。换而言之，按照本发明的设备的电化学式能量储存器可以通过第二电接头被充电。作为备选或补充，按照本发明的设备可以通过第二电接头支持运输工具的车载电网或者为运输工具的电化学式能量储存器提供电能。在能够与此处公开的其它实施形式组合的实施形式中，第二电接头在空间上这样与升降装置结合，使得在设备为了运输而被抬升时，所述设备能够通过第二电接头经由第一电接头被导电接触。运输工具的特征、特征组合和优点显而易见地相应于以上结合按照本发明的设备说明的特征、特征组合和优点，因此为了避免重复可以参考上述说明。
优选地，所述运输工具可以设置用于向其需要承接的设备发送识别信号。通过所述识别信号能够将运输工具分类为有权限的，在对此的响应中所述设备可以释放运输装置和/或第一电接头和/或将防盗报警设备去激活。为了节省装载过程中的时间，可以在接近设备的过程中就已经自动地输出识别信号。例如，运输工具可以按照预定义的路线行驶，在所述路线上布置有数字式预定义的设备。如果运输工具到达设备的使用位置，则与位置相关地自动向设备发送识别信号。如果在使用位置存在多个按照本发明的设备，只有其中的一些需要装载到运输工具上，则识别信号可以只被待装载的设备利用，以便释放运输装置/第一电接头。例如，所述设备也可以与装载状态相关地自动决定其是否应该由运输工具运输至管理装置/固定充电站。除了释放第一电接头和运输装置，光学的信号也可以提示运输工具的驾驶员需要取走相关的设备。为此，所述设备可以具有(优选环绕布置的)照明器件，其通过颜色信号和/或照明图案和/或文字消息向周围环境提示其状态。
如以上结合按照本发明的设备说明的那样，运输工具优选具有锁定装置，其设置用于将设备与附加的运输装置啮合并且为了可靠的运输而锁定/锁止。换而言之，运输工具可以例如在装载面/平板上具有锁定装置，因此在将按照本发明的设备装载到运输工具上时，在设备下降到锁定装置上的过程中，附加的运输装置接受设备与装载面/平板之间的机械形状配合，其在运输过程中固定按照本发明的设备。根据运输工具的设计，可以将多个通过附加运输装置和运输装置相互啮合的设备叠置地在运输工具上输送。尤其是可以借助吊车同时将多个按照本发明的设备放置在运输工具上或者从运输工具上卸下，在此期间它们通过附加运输装置和所述运输装置机械地相互啮合。
按照本发明的第三方面，建议一种用于为按照本发明第一方面的设备充电的充电装置。所述充电装置可以理解为用于大量按照本发明的设备的集中式或者分散式固定的充电站。按照本发明的设备例如可以借助按照本发明第二方面的运输工具到达充电装置。为了从运输工具上卸下所述设备，可以设置升降装置、优选可以设置多个升降装置，所述升降装置设置用于与相应设备的运输装置机械地啮合，以便从运输工具上抬升所述设备。由于在充电装置中有多个升降装置可供使用，所以也可以将多个按照本发明的设备(同时地)从运输工具上卸下。这尤其可以通过摄像头监控地进行。运输工具的升降装置的使用可以备选或附加地实现，但绝对不是必须的。附加地，充电装置具有用于向按照本发明的设备的能量储存器输出电能的第二电接头。充电装置的第二电接头的设计方案和工作方式可以与运输工具的第二电接头的设计方案和工作方式一致，但这不是必须的。充电装置的第二电接头也在空间上这样与充电装置的升降装置结合，使得按照本发明的设备能够通过第二电接头经由第一电接头在抬升过程中自动地被导电接触。按照本发明的充电装置的特征、特征组合和由其产生的优点显而易见地相应于结合本发明的前述方面说明的特征、特征组合和优点，因此为了避免重复可以参考上述说明。
特别高效的充电装置可以通过以下方式提供，即所述设备悬挂地存放和充电。以此方式，运输工具可以行驶到悬挂的、充满电的相应设备下方并且所述设备可以只通过下降和与充电装置脱耦而装载到运输工具上。为此也不需要使用运输工具的吊车。提供悬挂的存放可以省去其它的物流步骤，由此简化了按照本发明的设备的操作并且可以使充电装置高效地运行。此外节省了地面空间，方式为所述设备优选只通过抬升和(优选同时地)充电就重新可以使用。悬挂的设备的预定义位置能够使设备简单并且尤其是自动地下降到运输工具上，所述运输工具将设备放回到使用位置上。
按照本发明的充电装置可以具有多个、例如线性地和/或矩阵状地相互布置的升降装置，所述升降装置设置用于运输工具的卸载/装载。升降装置之间的距离可以这样选择，使得在悬挂在升降装置上的设备之间存在最小必要距离。升降装置之间的距离保持器尤其可以用于使已经悬挂在第一升降装置上的设备不会与需要通过相邻的第二升降装置抬升的设备碰撞。作为备选或补充，距离保持器(英语：“Bumper”)可以用于即使在充电装置中自动或者在很大程度上自动化地操作所述设备时也不会出现机械损坏。在最简单的情况下，充电装置的升降装置可以设计为牵引索和/或堆垛叉车。在设计为堆垛叉车时，第一堆垛叉车可以设计为第一电触头并且第二堆垛叉车可以设计为第二电接头的第三电触头。第三堆垛叉车可以例如设置和设计用于将所述设备与地电位(“Erde”)导电连接。
附图说明
本发明的其它细节、特征和优点由以下说明和附图得出。在附图中：
图1示出按照本发明的设备/充电桩的第一实施例的放置的示例性情形和按照本发明的设备/充电桩的第二实施例的使用以及按照本发明的运输工具的第三实施例；
图2以示意图示出通过可按照本发明使用的升降装置的一个实施例抓取按照本发明的设备的一个实施例的过程的细节视图，所述升降装置与第二电接头相结合。
图3以示意图示出在按照本发明的充电装置的一个实施例中从按照本发明的运输工具的一个实施例上装载或者拆卸按照本发明的设备的实施例的过程；
图4以示意图示出具有附加运输装置的按照本发明的设备的一个实施例和具有锁定装置的按照本发明的运输工具的一个实施例；并且
图5以示意图示出按照本发明的充电站的另一实施例中的按照本发明的设备的另一实施例。
具体实施方式
图1示出运营者的管理装置9，其提供大量的按照本发明的形式为灵活式充电桩1的设备。第一灵活式充电桩1处于用户17的运输工具13上，该用户17借助吊车在作为运输装置的钩子12处抬升充电桩1并且放置在运输工具13的平板上。充电桩1具有形式为电池3的电化学式能量储存器，借助所述电化学式能量储存器能够为电动轿车10的牵引用能量存储器4充电。作为发送装置的天线6设置用于与运营者无线地通信。防盗窃保护通过加速度传感器8和定位模块7实现，所述定位模块借助卫星20确定设备的位置。为此，作为分析单元的电子控制设备5将加速度传感器8的加速度值与预定义的参考值相比较并且在达到或者超过参考值时向运营者发送定位模块7的信号、加速度传感器8的信号、摄像头14的信号以及声学麦克风21的信号。充电桩1可以通过外部显示屏16使周围环境、行人和尤其是用户17注意到当前可能有盗窃、声学地、光学地和通过加速度技术地拍摄周围环境并且与充电桩1的位置共同报告给运营者。此外，在盗窃情况下，可以使扬声器15向周围环境中发射声学信号11(也可以在听不到的频率上)，其例如由道路边缘处的第二充电桩1接收并且与预定义的参考值相比较。根据与预定义的参考值的比较，第二充电桩1能够识别盗窃并且将通过第一充电桩1传输至第二充电桩1的信息发送至运营者或者管理装置9。第二充电桩1本身处于正常状态，其中钩子12在滑盖18下方受到保护以防未授权的接入。在对接收到经正面验证的授权信号的响应中才打开滑盖18，以便通过授权的运输工具13释放钩子12以进行啮合。第二充电桩1具有两个充电插头2，借助所述充电插头可以在电池3与轿车10的牵引用能量存储器4之间建立导电连接。为了使充电时间对于用户19来说尽可能地有娱乐性，在外部显示屏16上显示动作电影，所述动作电影的音轨通过第二充电桩1的发送/接收装置6发送至轿车10的发送/接收装置6并且通过轿车10的音频系统借助扬声器15在轿车10的内部空间或者说客舱中播放。
图2示出按照本发明的升降装置22的一个实施例，所述升降装置具有钩子25和液压促动器26。升降装置22例如可以布置在运输工具(图1中的附图标记13)或者充电装置27上。第二电接头24在空间上与升降装置22结合，所述第二电接头具有沿作为接触方向的箭头P的方向裸露的电触头30。如果升降装置22和与其固定且持久地连接的第二电接头24共同地沿箭头P的方向下降，则可以基本上同时地在运输装置12与钩子25之间形成机械啮合并且在设计为插口的第一电接头23与第二电接头24之间形成机械啮合。第一电接头23与第二电接头24之间连接的建立可能在以下情况下简化，即，当钩子25相对于运输装置12处于预定义的啮合中并且因此处于预定义的空间关系中时，第一电接头23才从下降的位置沿箭头P2的方向抬升。
图3示出按照本发明的充电装置27的一个实施例，其具有彼此线性布置的升降装置22，所述升降装置布置在牵引索28上。为了导电地接触设备1，牵引索28与电能供应者的能量供应网络29相连。通过能量供应网络29，所述设备1一方面可以通过第一电接头23和第二电接头24被供应电能，另一方面通过输出电化学式存储的能量支持能量供应网络29。这可以在按照本发明的运输工具13的卸载过程中或者在装载过程中就进行。牵引索28在充电装置27中的线性布置实现了运输工具13的装载/卸载，用户17/运输工具13的驾驶员不必为此下车和/或行驶到充电装置27内部的不同位置。此外实现了设备1在充电期间在悬挂状态中的节省空间的布置/安装。此外，设备1在各侧均由空气环绕，由此在充电过程中必要时可以排出所形成的废热。
图4示出按照本发明的运输工具13的一个实施例，其在装载面上具有按照本发明的锁定装置33，所述锁定装置设计为钩状。通过锁定装置33，设置在下部设备1的底部中的附加运输装置32被机械地啮合并且下部设备1由此固定在运输工具13的装载面上。为了在按照本发明的运输工具13上布置特别多的设备1并且能够由此输送至使用位置或者管理装置，下部设备1的运输装置12与布置在上部设备1底侧的附加运输装置32机械地啮合。上部设备1和下部设备1均在其各自的底侧上具有附加的第一电接头31，所述附加的第一电接头31与按照本发明的设备1的上侧的第一电接头23对应。换而言之，在以规定方式相互叠置的设备1中自动地形成设备1的导电的和/或信息技术上的连接，通过所述连接能够传输用于为电动交通工具的牵引用能量存储器4或者电池3充电的能量以及信息。例如，通过下部设备1能够借助外部显示屏16接收用户输入，其影响上部设备1的运行方式。例如，可以启动、停止在上部设备1的外部显示屏16上的多媒体播放或者选择多媒体内容。
图5示出按照本发明的充电装置的备选实施例，其具有牵引索28和固定在牵引索上的作为运输装置的钩子12。然而，与结合图3所示的充电装置不同，设备1的导电接触不通过牵引索28实现，而是由设备1的下侧实现。在设备1的下侧设有凹处，在所述凹处的底部2上设置有形式为插口的电接头23。所述电接头23能够通过接触器31与电化学式能量存储器3连接。能水平滑移的盖18在必要情况下保护电接头23以防异物进入和潮气。滑盖18能够至少在两个方向上、如通过箭头P3显示的那样水平滑移。充电装置27的底部32具有与设备1的壳体形状对应的凹槽，在其中心的突出区域与设备1的底侧上的凹处对应。在所述区域中设置有两个能够垂直地沿双向箭头P4的方向移动的第二电接头24。如果确定设备1已经(借助作为导引辅助件的斜面33)装入充电装置27中，则第二电接头24向上移动并且导电地接触第一电接头23。这产生了释放信号，在对其的响应中闭合接触器31并且开始电化学式能量存储器3的充电过程。在进行充电之后，在设备1的下侧处于斜面33的高度之前，重新断开接触器31，抬升设备1并且关上滑盖18。以此方式防止了电接头23、24在它们尚处于电压下时被人或者动物触摸到。同样地，在设备1的下侧处于斜面33的高度之前，将第二电接头24下降到充电装置27的底部中。
通过按照本发明地设计用于为电动交通工具的牵引用能量存储器充电的灵活式充电站，能够更灵活地选择使用位置并且强烈简化了对设备使用的分析。此外通过以下方式提高了经济性，即用于充电的高效物流和对于网络运营者来说有吸引力的电能缓冲方案是可行的。
附图标记清单
1 灵活式充电桩
2 充电插头
3 电池
4 牵引用能量存储器
5 电气控制设备、分析单元
6 发送/接收单元、天线
7 定位模块
8 加速度传感器
9 管理装置
10 电动轿车
11 声学信号
12 钩子
13 运输工具
14 摄像头
15 扬声器
16 外部显示屏
17 用户
18 滑盖
19 乘客/用户
20 卫星
21 麦克风
23 第一电接头
24 第二电接头
25 钩子
26 液压促动器
27 充电装置
28 牵引索
29 能量供应网
30 电触头
31 接触器
32 地面
33 导引辅助结构
P (双向)箭头

Claims (16)

1.一种用于为交通工具(10)的电化学的牵引用能量存储器(4)充电的设备，其中，所述设备(1)包括：
-用于为交通工具(10)的牵引用能量存储器(4)充电的电化学式能量储存器(3)，
-用于与交通工具(10)的牵引用能量存储器(4)建立导电连接的充电插头(2)，
-运输装置(12)，所述运输装置设置用于被升降装置(22)啮合以便抬升所述设备(1)和
-用于将外部电能接收到能量储存器(3)中的第一电接头(23)，其中，
-第一电接头(23)在空间上这样与运输装置(12)结合，使得所述设备(1)能够通过第一电接头(23)在抬升过程中自动地被导电接触。
2.按权利要求1所述的设备，其中，在运输装置(12)与第一电接头(23)之间总是存在预定义的空间关系。
3.按权利要求1或2所述的设备，其中，运输装置(12)和第一电接头(23)的各自的接触方向(P)基本上相同。
4.按前述权利要求之一所述的设备，其中，运输装置(12)和第一电接头(23)关于接触方向(P)能相对彼此移动地布置。
5.按前述权利要求之一所述的设备，其中，第一电接头(23)具有针对导电接触的保险装置(18)，所述保险装置设置用于在对预定义信号的响应中才优选自动地释放第一电接头(23)。
6.按前述权利要求之一所述的设备，所述设备还包括：
-定位模块(7)，所述定位模块设置用于确定设备(1)的位置并且在对到达预定义位置的响应中自动地释放对
-运输装置(12)和/或
-第一电接头(23)
的接入。
7.按前述权利要求之一所述的设备，其中，所述设备(1)设置用于
-固定地与能量供应企业的电网(29)相连，并且
-在需要情况下将电能馈送到电网(29)中。
8.一种用于运输按前述权利要求之一所述的设备(1)的运输工具(13)，包括：
-升降装置(22)，所述升降装置设置用于与设备(1)的运输装置(12)啮合，以便建立机械连接并且抬升所述设备(1)，和
-用于通过设备(1)的第一电接头(23)向能量储存器(3)输出电能的第二电接头(24)，其中，
-第二电接头(24)在空间上这样与升降装置(22)结合，使得所述设备(1)能够通过第二电接头(24)经由第一电接头(23)在抬升过程中自动地被导电接触。
9.按权利要求8所述的运输工具(13)，其中，所述运输工具(13)设置用于向设备(1)发送识别信号，借助所述识别信号能够将运输工具(13)识别为对于获取设备(1)是有权限的。
10.一种用于为按前述权利要求1至7之一所述的设备(1)充电的充电装置(27)，包括：
-升降装置(22)，所述升降装置设置用于与设备(1)的运输装置(12)啮合，以便建立机械连接并且抬升所述设备(1)，和
-用于通过设备(1)的第一电接头(23)向能量储存器(3)输出电能的第二电接头(24)，其中，
-第二电接头(24)在空间上这样与升降装置(22)结合，使得所述设备(1)能够通过第二电接头(24)经由第一电接头(23)在抬升过程中自动地被导电接触。
11.按权利要求10所述的充电装置(27)，其中，所述充电装置(27)设置用于使所述设备(1)悬挂地这样存放和充电，使得运输工具(13)能够行驶到悬挂的设备(1)下方并且设备(1)能够下降到运输工具(13)上。
12.按权利要求10或11所述的充电装置(27)，所述充电装置具有多个、尤其是线性地或者矩阵状地相互布置的升降装置(22)，所述升降装置实现了分别与升降装置(22)啮合的设备(1)的紧凑布置。
13.一种用于为交通工具(10)的电化学的牵引用能量存储器(4)充电的设备，其中，所述设备(1)包括：
-用于为交通工具(10)的牵引用能量存储器(4)充电的电化学式能量储存器(3)，
-用于与交通工具(10)的牵引用能量存储器(4)建立导电连接的充电插头(2)，
-运输装置(12)，所述运输装置设置用于被升降装置(22)啮合，以便抬升所述设备(1)和
-用于将外部电能接收到能量储存器(3)中的第一电接头(23)，其中，
-第一电接头(23)布置在所述设备(1)的下侧，因此在设备(1)下降到充电装置(27)的对应的第二电接头(24)上时，所述电化学式能量储存器(3)能够被充电。
14.按权利要求13所述的设备，所述设备还包括：
-盖(18)，所述盖设置用于在对预定义信号的响应中才释放第一电接头(23)和/或
-开关器件(31)，所述开关器件设置用于在对预定义信号的响应中才将第一电接头(23)与电化学式能量储存器(3)相连。
15.一种用于为按前述权利要求13或14所述的设备(1)充电的充电装置(27)，包括：
-升降装置(22)，所述升降装置设置用于与设备(1)的运输装置(12)啮合，以便建立机械连接并且抬升所述设备(1)，和
-用于通过设备(1)的第一电接头(23)向能量储存器(3)输出电能的第二电接头(24)，其中，
-升降装置(22)设置用于将所述设备(1)这样布置在第二电接头(24)上，使得第一电接头(23)能够自动地通过第二电接头(24)被导电接触。
16.按权利要求15所述的充电装置(27)，其中，
-第二电接头(24)设计用于能竖直移动，以导电接触所述设备(1)的第一电接头(23)。
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