CN110709276B - 地下接触系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于车辆的充电接触单元(100，1100)，集成在道路表面下方，其具有充电接触元件载体头(113，1113)，设计为与车辆下侧的接触装置(200，1200)相互作用，通过充电接触元件载体头和接触装置(200，1200)在接触方向(6)上的相对运动来进行接触和接触分离，充电接触元件载体头(113，1113)可在充电接触单元内移动和/或绕接触方向(6)可旋转或枢转，以便补偿在横向于接触方向(6)延伸的一个方向或多个方向上的错误定位。本发明还涉及接触系统和道路覆盖物。

Description

地下接触系统
技术领域
本发明属于机械工程领域，更具体地，可有利地用于汽车技术领域。
背景技术
近年来，在能量密度(具有足够高的能量密度的电池单元，解决“范围问题”)和系统集成度的提高方面，在所有锂基电池技术的开发方面取得了很大进展。因此，对于进一步应用，现在可以获得具有足够高能量密度的电池单元，并且在此基础上也可以获得可靠且安全的电池系统。在这种背景下，市面上纯粹由电池运行的用于城市内和郊区运输车辆以及私人车辆等车辆的数量的迅速增加，是必然结果。
实现基于电池的驱动概念的必要条件是通过利用由于操作或使用引起的停顿时间(中断)来获得足够长的时间间隔用于电池储存的充电或再充电。由于该时间间隔通常较短暂，开发进一步应用场景的唯一可能性在于电池储存和相关充电基础设施的快速充电能力的发展。
关于电池储存系统功率密度增加的预期发展已经导致充电率上升。充电率(xC)是最大可能充电电流(A)与标称容量(Ah)之比的量度。由于充电系统必须为充电过程提供电池系统电压，因此充电速率直接表示电池储存器的充电速度。由于在深度放电和充电结束电压的储存充电状态下电池储存器不能被最大充电电流作用的技术限制，上述说明至少在整个容量的非常宽的范围内是正确的。具有5C充电速率的电池储存系统目前可以作为现有技术已经可以在市面上见到，这意味着它们可以被充电电流作用，其中大部分的总容量可以在12分钟内储存。
根据可获得具有足够功率密度的电池储存的现有技术的假设，能量传输中涉及的电力电子器件的技术条件可能构成提供具有所需技术参数的快速充电技术的进一步障碍。
目前，正在讨论和在技术上实现用于电池车辆充电的自动化系统的两个物理基本原理：电感(即无线)；能量传输和导电(即基于接触的能量传输)，本文所述的发明参考该基本原理。
文献US2015/0306974A1公开了一种用于电动车辆的充电装置，其中，电连接器从地下系统对接到车辆上，同时产生用于在充电过程中热稳定车辆的连接。
文献DE69711963T2公开了一种用于电动车辆的感应充电系统，其具有可以对接在车辆上的感应充电头。
US2009/0079270A1公开了一种感应充电系统，其具有相对于彼此的电感耦合元件的位置确定。
JP2015-186310A公开了一种用于车辆的感应式地下充电系统。
DE102011082092A1公开了一种用于车辆的充电装置中的充电插头的引导装置。
JP2006-081310A示出了一种电馈送装置，其具有可相对于插入方向移位和枢转的触点。
US2010/0235006A1教导了一种用于具有定位装置的车辆的充电装置。
WO2015/112355A1示出了一种用于电插头的机械引导和定中心装置，其连接到充电电缆。
DE102011077427A1描述了一种具有浮动安装的充电头的感应充电装置。
发明内容
在现有技术的背景下，本发明的目的是创造一种装置，该装置能够实现从充电站到车辆从而到具有高充电电流的位于车辆中的能量储存器的导电(基于接触)能量传递。在这里，接触系统应该尽可能自动地起作用，而且无需人为干预。
本发明涉及一种用于具有至少一个待充电的能量储存器(3)的车辆(1)的的充电接触单元，所述充电接触单元集成在道路表面下方，具有充电接触元件载体头，设计为与车辆下方的接触装置相互作用，通过充电接触元件载体头和接触装置在接触方向上的相对运动来进行接触和接触分离，其中，充电接触元件载体头可在充电接触单元内移动和/或绕接触方向可旋转或枢转，以便补偿在横向于接触方向延伸的一个方向或多个方向上的错误定位。
充电接触单元在此应理解为路边单元，即充电装置的固定安装单元，其由待充电的车辆接近以便产生用于传输充电电流的导电触点。充电接触单元通常集成在道路表面下方的竖井中并且连接到电源，例如供电网络。
通过对接触元件充电来建立与车辆中的电线的接触，接触元件与车辆侧接触装置的接触元件导电连接。该导电连接可以建立为插入或夹紧接触，然而优选地，在本发明的范围内，也可以通过压力接触产生接触。为此，在接触元件之间建立足够的接触压力。
除了用于引导充电电流的接触元件之外，通常还可以提供另外的接触元件，以便满足关于形成用于给车辆能量储存器充电的接触对的法律要求，例如保护接地和一个或多个控制触点。通过接触元件的适当设置，可以指定接触时和断开接触时的特定顺序。
本发明的一个优点在于，为了在充电接触单元中产生充电接触而移动和将被驱动的系统的基本部分被设置并且固定地安装在路边，使得车辆侧的相应接触装置可以保持尽可能简单。例如，充电接触元件载体头可以通过充电接触单元中的驱动器朝向车辆的接触装置移动，以使一侧的充电接触单元的接触元件与另一侧的接触装置的接触元件接触。因此，不需要在车辆上提供用于接触装置的部件的驱动器。
该充电接触元件载体头可以连接用于热交换的元件，该用于热交换的元件，在充电接触元件载体头与机动车辆的接触装置接触的过程中，与车辆侧热交换元件相互作用，以便能够进行热交换。这种元件可以形成为具有相应连接端口的热交换流体的管线，或者形成为主体形式的导热元件，其可以吸收并且特别是在不移动载体介质的情况下散热。
然而，由于通常不能实现车辆的接触装置相对于充电接触单元的精确定位，因此补偿错误定位是有益处的。这是通过充电接触元件载体头可横向于接触方向移动和/或可绕接触方向旋转或枢转来实现的。可以设置充电接触元件载体头的单独驱动器以补偿错误定位并且连接到检测错误定位的传感器组件，其中通过控制装置借助于驱动器补偿错误定位。
然而，也可以设计充电接触元件承载和接触装置，使得它们以接触捕获装置的方式相互调节。为此，其中一个部件在至少一个横截面方向上形成，使得横截面朝向另一个元件逐渐变细，而另一个元件至少在相同的横截面方向上形成互补的形状。
最简单的情况是其中一个元件(充电接触元件载体头或者接触装置)是圆锥形或以棱锥或圆锥台/棱锥台，而另一个元件具有相应的空心圆锥或与棱锥台互补的容器的形式提供。这种设计将具有互补的形状并且在许多横截面方向上逐渐变细。然而，如果仅在一个横截面方向上实现这种互补形状的设计也可能就足够了。除了锥形或棱锥台形设计之外，在该上下文中逐渐变细的横截面形状还可以表示其中一个部件的圆顶形设计和另一个部件的空心圆顶形设计。
这种互补形状设计的效果在于，在错误定位的情况下，在用于进行接触的两个部件相对运动的情况下，其中一个部件，充电接触元件载体头或者接触装置，通过沿着另一部件的引导表面滑动受到调节，在垂直于接触方向的方向上移动或旋转，使得在接触时提供接触元件的部分相对于彼此的优化定位。
有利的是，在其中一个部件(充电接触元件载体头或者接触装置)，垂直于接触方向的平移运动的情况下和另一个部件围绕接触方向的可旋转性的意义上提供可移位性。因此，尤其也避免了其中一个部件必须是可移动的和可旋转的。
然而，还可以规定，可移位性和可旋转性都设置在其中一个部件中，例如设置在充电接触元件载体头中。
本发明的有利实施例在于，充电接触元件载体头可抵抗弹性回复力而旋转或移动。弹性回复力在此可以由弹簧或弹性体元件形式的弹性元件提供，弹性元件一端连接到充电接触元件载体头，另一端连接到充电接触装置的固定部分。
本发明的另一有利实施例在于，充电接触元件载体头安装在充电接触元件载体平台或中间平台上，以便可在第一方向上移动，并且充电接触元件载体平台或所述中间平台可沿第二方向可移动地安装在所述充电接触单元内。充电接触元件载体平台或中间平台通常设置在充电接触元件载体头下方，并且有利地可以在接触方向上被驱动。为此，如下面进一步描述的，充电接触单元的升降装置有利地设置在轴内。
充电接触单元的另一有利实施例设置为，充电接触元件载体头通过旋转轴承元件安装在充电接触元件载体平台或中间平台上，其中，旋转轴承设置在旋转轴承元件和充电接触元件载体头之间。因此，充电接触元件载体头可同时移动和旋转。因此，不再需要接触装置可在车辆中移动，尽管这可以另外提供。
此外还可以设置一个或多个倾斜表面，该倾斜表面设置在充电接触元件载体头上，并且在充电接触元件载体头的垂直向上运动期间，在水平方向上偏转道路覆盖物的一个或多个覆盖元件或覆盖元件载体，使得充电接触元件载体能够从道路表面展开至与接触装置接触的点。
在该实施例中，设置了一种道路覆盖物，其在静止位置覆盖载充电接触单元的上方以形成道路的连续部分并且在操作位置中打开充电接触元件载体头上方的开口。为此，一个或多个覆盖元件载体设置有覆盖元件，当充电接触元件载体头展开时，覆盖元件可以水平偏转并且因此可以移位并打开用于充电接触元件载体头的开口。
当没有车辆正在充电时，道路覆盖物通常处于关闭并且静止的位置。覆盖它们的道路覆盖物形成了道路平面中的延续的路面，并且道路覆盖物有利地也可以以这样的方式被加压，即其可以被行进的车辆通过。在这种情况下，道路覆盖物包括覆盖元件，该覆盖元件由覆盖元件载体承载并且可以仅通过充电接触承载元件头的推动运动水平地移位到操作位置。覆盖元件还可以包括一个或多个翼片，该翼片仅通过充电接触承载元件头的推动运动可枢转到操作位置。这意味着可以省去对道路覆盖物的单独驱动。因此减少了设计费用和充电接触单元的故障易感性。
可选地，还可以设想为道路覆盖物的覆盖元件提供单独的受控驱动，一旦车辆位于充电接触单元上方的所需位置，就可以触发该驱动，使得为充电接触单元和充电接触元件载体头打开的开口被车辆适当地屏蔽，使得在车辆区域中移动的人不会处于危险之中。
如果道路覆盖物仅由移动的充电接触元件载体头或在接触过程中移动的充电接触单元的其他部件驱动，则自动确保仅当车辆位于充电接触单元上方时才打开道路覆盖物。无论是通过标记还是通过车辆侧或充电接触单元侧的传感器装置确保车辆位于充电接触单元上方的充电位置，充电接触元件载体头的驱动通常由控制装置启动。这也可以通过在道路表面上设置凹陷或凸起、凹槽、沟槽、肋或脊来支撑，其引导或停止车辆的车轮或者通过使车辆摇动而向车辆的驾驶员发出信号。因此可以确保车辆相对于充电接触单元的良好初始定位。
在本发明的有利实施例中，可以另外设置升降装置(升降机构)用于升高充电接触元件载体头，该升降装置被设置并且更具体地被形成为电动、液压或气动。升降装置/升降机构可以在垂直方向上，例如通过电动机和变速器，驱动齿条，其中，充电接触元件载体平台固定在齿条上。
本发明的另一有利实施例可以，在操作位置，设置独立于升降装置的保持装置，该保持装置设置在接触装置上用于保持充电接触元件载体头，更具体地，保持装置是磁保护装置的形式。该保持装置可以确保在操作位置中在充电接触元件和接触装置的接触元件之间提供足够的接触压力，以使电接触电阻最小化。这种保持装置可以包含用于将电触点按压在一起的锁和弹性元件。
然而，还可以设置磁保持装置，该磁保持装置包括述充电接触元件载体头上的磁保持件或电磁铁，该磁保持件或电磁铁设计成与接触装置上的配对件相互作用，其中，该磁保持件或电磁铁可以在结构上与辅助触点(特别是控制触点)组合。通过从接触装置或从充电接触单元适当控制电磁铁来保持电接触。如果关闭电磁铁，则可以启动接触分离。控制触点尤其可用于检测无故障接触，并将信号传递给控制装置以操作电磁铁。
例如，可以设置，用于在充电接触单元和接触装置之间产生电连接的保持力仅由磁保持装置施加。当电磁铁关闭时，这可以使充电接触单元的运动部件恢复到静止位置。因此，例如在充电过程完成时，确保即使在故障的情况下充电接触单元也恢复到静止位置，而不需要充电接触单元的主动参与，例如，在供电网络发生故障的情况下。然后，充电接触元件载体头可以返回到轴中，并且道路覆盖物同样返回到静止位置。
还可以有利地设置冲击阻尼装置用于阻尼充电接触元件载体头以及随其移动到操作位置的部件的向下移动。因此，可以防止充电接触单元的部分在返回到静止位置时受到损坏。冲击阻尼装置可包括气动或液压冲击阻尼器和弹性弹簧元件。它通常设置在升降装置的区域中的充电接触元件载体头下方，特别是在充电接触元件承载平台下方。
此外可以设置升降装置，该升降装置被设计成，使得其能够使充电接触元件载体头以及随其移动到操作位置的部件的向下移动离开操作位置而无需驱动，其中更具体地，升降装置可以与充电接触元件载体头以及随其移动到操作位置的部件机械地分离。这可以通过升降装置不是自锁的和/或可以与待驱动的部件分离来实现。
此外，可以有利地设置接触系统，特别是充电接触单元，该充电接触单元包括传感器装置，传感器装置设计用于检测车辆的接触装置相对于充电接触单元(尤其是相对于充电接触元件载体头)的位置。为此目的，车辆或车辆本身的接触装置可以携带传感器装置可感知的标记，该标记必须位于充电接触单元的参考区域内，以便释放充电接触元件载体头的展开。传感器装置可以光学地、电气地、磁性地形成，或者也可以以红外装置的形式形成。
传感器装置也可以设置在车辆上，那么充电接触单元上的标记必须由传感器装置检测。在这种情况下，车辆上的控制装置可以发出相应的信号以释放到充电接触单元。
本发明不仅涉及上述类型的充电接触单元，还涉及包括上述类型的充电接触单元和车辆中的接触装置的接触系统，其特征在于，在充电接触元件载体头在横向于接触方向延伸的一个或多个方向上可在充电接触单元内移动情况下，接触装置可绕接触方向旋转或枢转，并且其中，在充电接触元件载体头绕接触方向可旋转或可枢转的情况下，接触装置可在横向于接触方向延伸的一个或多个方向上相对于车辆移动。
然而，还可以设置充电接触元件载体头，该充电接触元件载体头可移位并且还可在充电接触单元内的一个或多个方向上旋转。接触装置可以固定在这里，既不可移动也不可旋转，或者也可以是可移动的和/或可旋转的。
此外，可以有利地设置接触装置，该接触装置可抵抗弹性回复力而旋转或移位。
如上所述，可以另外设置接触装置，该接触装置包括传感器装置，该传感器装置设计成检测充电单元(特别是相对于接触装置的充电接触元件载体头)的位置。
本发明还涉及用于接触系统的道路覆盖物，该接触系统具有充电接触单元，充电接触单元包括可垂直驱动的充电接触元件载体头，特别是根据上述说明中的充电接触单元，并且接触系统具有用于电驱动车辆的车辆侧接触装置，每个接触装置具有至少一个待充电的能量储存器，其中，道路覆盖物设置在道路上边缘下方的凹口中，其中，道路覆盖物通过连接框架连接到轴元件，其中，道路覆盖物包括一个或多个覆盖元件，该覆盖元件可逆地、可移动地安装在连接框架上以抵抗弹性回复力，其中，覆盖元件相对于充电接触单元的充电接触元件载体头设置，使得充电接触元件载体头在其垂直向上运动期间使一个或多个覆盖元件从关闭位置偏转，使得充电接触元件载体可以从道路表面展开至与接触装置接触的点。覆盖元件在此可以通过充电接触元件载体头直接偏转，或者覆盖元件载体也可以通过充电接触元件载体头偏转，由此也移除覆盖元件。
因此，为了将具有充电接触元件的充电接触元件载体头部署到相对的车辆侧接触装置，仅需要充电接触元件载体头的驱动器，并且自动地提供覆盖元件的开口，而不必为此目的设置独立的驱动器。
此外，可以特别地设置道路覆盖物，该道路覆盖物包括一个或者多个覆盖元件载体，覆盖元件载体可逆地、可移动地安装在连接框架上以抵抗弹性回复力，其中，覆盖元件载体承载覆盖元件并且相对于充电接触单元的充电接触元件载体头设置成，使得在充电接触元件载体头垂直向上移动的情况下，在充电接触元件载体头上设置一个或多个倾斜表面在水平方向上使一个或多个覆盖元件载体偏转，因此充电接触元件载体可以从道路表面展开至与接触装置接触的点。
覆盖元件载体和覆盖元件有利地可平行地平行于道路表面平移。它们在连接框架内(例如在一个或多个轨道中)被引导。当充电接触元件载体头缩回时，覆盖元件载体通过弹性元件(弹簧元件)自动地移回到闭合位置，其中覆盖元件封闭道路覆盖物中的开口。覆盖元件借助于弹性元件固定地连接到覆盖元件载体，弹性元件允许覆盖元件和覆盖元件载体的有限的相对运动。
此外，在一种实施方式中可以设置至少一个滑动或滚动元件，该滑动或滚动元件设置在多个覆盖元件载体中的一个或每个上，并且在充电接触元件载体头垂直向上运动的过程中，在设置在充电接触元件载体头上设置的倾斜表面上滚动或滑动，并且因此结合相应的覆盖元件载体在水平方向上被驱动。
另一个可能的实施例可以设置多个滑动或滚动元件，该多个滑动或滚动元件依次设置在多个覆盖元件载体中的一个或每个上，使得充电接触元件载体头垂直向上运动的过程中，元件在设置在充电接触元件载体头上的倾斜表面上同时或相继地滚动或滑动。
此外可以设置以可弹性移动的方式连接到覆盖元件载体上覆盖元件，使得覆盖元件在被驱动时可以通过机动车辆的重量在竖直方向上向下压入连接框架中，其中，连接框架形成止动件用于限制覆盖元件在垂直方向上的移动。作为该实施例的结果，在覆盖元件和覆盖元件载体的初始联合垂直运动之后，当道路覆盖物被驱动时的主要力由机械止动件支撑，覆盖元件抵靠该机械止动件以支承在连接框架内部。
本发明的各种实施例的优点尤其在于以下事实：
·只需要一个单独的致动器来进行接触和道路覆盖物的激活，
·定位公差的接触和补偿是通过致动器的纯垂直运动实现的，
·定位公差通过接触装置和充电接触单元侧之间的形状配合连接以及升降机构来补偿，该形状配合连接可在一个空间方向上可逆地移动和/或可绕一个旋转轴线可逆地旋转一个大角度(最多约90度)，该升降机构在垂直于第一空间方向(接触方向)的第二空间方向上具有组合的可逆横向和纵向可移动性，
·在充电过程中通过激活电磁铁(摩擦接合)施加必要的保持和接触力，从而可以关闭致动器并且系统在重力方向上具有最大的运动自由度；在评估触点闭合时的电流增加之后，关闭提供给致动器的电流，
·在充电过程(电磁效应)中的接触闭合可以锁定，该锁定可以被打开和关闭，
·要充电的车辆可以从第一空间方向的两个运动方向以正确的极性接近，
·通过适当布置接触元件和充电接触元件以形成保护性接地连接(PE)，从与第一空间方向正交的第二空间方向的接近不能导致目标电流释放(在极性不正确的情况下接近防止短路)，
·在电气安全领域(ECE R100)的现行法律规定的意义上，接触元件和充电接触元件彼此接触，防止直接接触(测试指)，而无需额外的屏障元件，
·不需要任何驱动能量(电磁铁的电流供应终止，通过重力实现返回)，则可以使系统返回初始位置(安全装置状态)
·充电接触单元在返回其安全装置状态的情况下，会自动导回其起始位置(通过翼片机构定心)
·接触装置可以包括对环境影响(特别是污垢)的保护(例如，翼片系统形式的)，其可以具有或不具有单独的功能致动器(电气、气动、液压、磁力、重力以及弹簧力)，
·在返回到安全装置状态时由重力加速的系统质量通过液压冲击阻尼器或根据替代操作原理工作的冲击阻尼器来阻尼，
·通过集成在道路覆盖物中的电磁铁的方式，可以防止翼片机构意外打开，
·道路覆盖物或接触装置可以包含传感器，借助于该传感器可以检查关于遵守可容忍的定位精度的车辆的授权和/或正确位置，
·在轴元件和装置中设置有例如暖空气加热系统，以确保轴盖和充电接触单元保持无冰雪，
·加热元件(例如以加热条的形式)可以设置在接触装置上，以确保接触元件保持无冰雪，以及
·为了增加可传输的充电电流，对于每个形成的接触极，接触装置和充电接触单元中都可以包含多于一个的接触元件，主要为电力传输和保护接地(PE)的接触极。
本发明最后还涉及一种具有上述类型的充电接触单元和具有上述类型的道路覆盖物的充电接触装置，其中，可垂直驱动的充电接触元件载体头和道路覆盖物设计成使得充电接触元件载体头在其垂直向上运动期间使道路覆盖物的一个或多个覆盖元件从其闭合位置偏转。在一种实施方式中，充电接触元件载体头可以直接将力施加到覆盖元件上以便移动它们。这也可以通过杆件或其他传输元件来实现。通过充电接触元件载体头的运动，也可以机械地或电动地触发覆盖元件的单独驱动。为此，也可以释放由充电接触元件载体头对覆盖元件的机械锁定，或者可以致动电开关。
充电接触元件载体头可以具有一个或多个引导表面，特别是倒角或倾斜表面，其提供道路覆盖物(特别是覆盖元件)的有效表面，以便推开覆盖元件，并且另外设计为用于相对于车辆上的接触装置定向的引导表面。
附图说明
下面将参照附图说明本发明，然后参照附图进行说明。在附图中，
图1示意性示出了位于充电接触单元上方的车辆；
图2示出了具有道路覆盖物的充电接触单元和车辆侧接触装置；
图3至图10以各种视图和截面图示出了充电接触单元的部件，
图11至图13以各种视图示出了接触装置；
图14和图15以轴视图示出了部分道路覆盖物的部件；
图16和图17以侧视图示出了部分道路覆盖物的部件；
图18至图21以侧视图示出了在道路覆盖物的移动时的道路覆盖物和升降装置、充电接触元件载体平台以及充电接触元件载体头；
图22示出了充电接触装置、道路覆盖物以及接触装置的透视图；
图23示出了道路覆盖物的透视图；
图24示出了在两个不同的垂直位置的充电接触元件载体；
图25a和图25b示出了一个具有充电接触元件载体头的充电接触元件载体，其被移位并且(在图25b中)相对于平台旋转；
图26和图27示出了具有和不具有覆盖层的充电接触元件载体平台；
图28至图31示出了用于充电接触元件载体头的中间平台，其可在两个方向上移动；
图32以侧视图示出了道路覆盖物和轴元件；以及
图33至图35示出了在三个不同的垂直位置的充电接触元件载体，其中，覆盖元件和覆盖元件载体被偏转到不同程度。
具体实施方式
图1以示意性侧视图示出了位于充电接触单元100上方的车辆1。充电接触单元100设置在道路平面101下方的竖井中。充电接触单元100包括充电接触元件载体头113，其将在下文中进一步详细说明，并且该充电接触元件载体头113可由升降机构105沿箭头6所示的接触方向驱动。升降机构105在此由控制装置5控制，该控制装置5处理来自传感器装置4，4’的释放信号，该传感器装置4，4’由充电接触单元(4)提供或由接触装置(4’)提供，并且该控制装置5检测车辆1相对于充电接触单元100在参考位置区域内的定位。
如果充电接触元件载体头113现在沿箭头6的方向朝向接触装置200移动直至接触，则可以建立电接触，这导致充电电流从供电网络经由充电接触元件流到车辆1中的接触装置200以及电能储存3。能量储存装置3因此可以被充电，该装置例如向车辆1内的电动机2或其他电气系统供应能量。
除上述事情外，本发明尤其涉及如图所示的系统，该系统通过单个合适的驱动使得集成在地面中的充电接触单元能够垂直向上移动，并且通过推开可移动的道路覆盖物，使得可以在道路覆盖物上方通过行驶车辆并且使得车辆位于打开的充电接触单元上方，其中，道路覆盖物使可移动的充电接触元件载体居中，可移动的充电接触元件载体集成在地面中，处于中心位置，并且在其运动期间最小化道路和车辆底部之间的区域，并因此与车辆侧接触装置产生用于电能传输的导电连接。
图2的地下接触系统由三个子系统组成。这些子系统是充电接触单元100、接触装置200以及道路覆盖物300。参考附图，首先将解释地下接触系统的第一优选实施例。
图3以集成在地面中的机构的形式，示出了在道路表面101下方视图中的充电接触单元。充电接触单元由轴元件102、固定至轴元件102的承载元件103、充电接触元件载体104以及升降机构105组成，升降机构105连接承载元件103和充电接触元件载体104并且使得充电接触元件载体104相对于承载元件103垂直移动。
图4示出了升降机构，包括承载元件103、升降架105、带有齿条107的齿轮齿条驱动器106以及步进电机108组成。升降机构的目的是升高充电接触元件载体104，以推动打开道路覆盖物300并桥接充电接触元件载体104和接触装置200之间的气隙。液压冲击阻尼器110和弹性阻尼元件111位于系统的下部区域中。
图4至10的对比示出了各种视图中的充电接触元件载体104。充电接触元件载体104构造成部件并且主要由非导电材料构成。充电接触元件载体104由充电接触元件载体平台112和充电接触元件载体头113组成。充电接触元件载体头113具有棱锥台的形状并且承载充电接触元件121。充电接触元件载体头113可在两个端部止动件114之间水平地绕车辆纵向方向上的中心位置(±x)线性地移动。由于这种可移动性，可以补偿车辆在行驶方向上的定位公差。
充电接触元件载体头也可以在其倾斜表面的区域中凸出，如图4中所示的变型中的113'所示。因此，也可以以相对于接触装置与垂直方向的偏差形式补偿充电接触元件载体的倾斜位置。
充电接触元件载体104还可在两个限制阻尼元件115之间的升降架105上沿车辆横向线性和水平地绕中心位置(±y)移动。由于这种可移动性，可以补偿车辆横向于行进方向的定位公差。将安装在升降架105上的升电接触元件载体平台112设计为，使得充电接触元件载体平台112通过兼容的线性导轨117上的合适的线性导向元件116被引导，该线性导轨117固定在升降架105上。整个充电接触元件载体104通过道路覆盖物300中的弹簧机构316定向在中心位置。
充电接触元件载体头113安装在充电接触元件载体平台112上，使得充电接触元件载体头113配备有线性导轨118，线性导轨118引导固定到充电接触元件载体平台112的兼容线性引导元件119。充电接触元件载体头113通过弹性元件120定向在充电接触元件载体平台112上的中心位置，特别地，充电接触元件载体平台112由非导电材料制成。
弹性元件120在点P处连接到充电接触元件载体平台112并且在点K处连接到充电接触元件载体头113。通过弹性元件120的旋转对称设置，确保了力的平衡并因此确保了中心定位。在充电接触元件载体头113的下方设置有用于防止充电接触元件121在接触状态下被触摸的触摸保护装置122。
充电接触元件载体头113承载用于正端子123和负端子124的路侧充电接触元件121、PE接触件(PE)125以及控制导频接触件(CP)126。用于CP 126的充电接触元件由磁性材料制成。用于PE 125的充电接触元件设置成使得潜在接触位置受到限制。可以从行进方向X和与其相反并且相对于行进方向X旋转180°的方向建立接触。在与行进方向X正交的定位的情况下不可能释放电源触点，因为在这种情况下PE 125在任何时候都不能被接触。因此确保仅用于正端子123和负端子124的相关联的充电接触元件以及用于充电过程的用于正端子201和负端子202的接触元件可以接触。
为了在接触和分离接触时保持规定的接触顺序，用于正极端子123和负极端子124以及用于PE 125的充电接触元件被实施为具有不同起始高度的弹簧接触元件。用于PE 125的充电接触元件具有起始高度H1。用于正极端子123和负极端子124的充电接触元件具有起始高度H2。用于CP 126的充电接触元件具有起始高度H3。它是刚性的、并且用作用于接触的端部止动件。起始高度彼此具有以下关系：H1>H2>H3。用于PE 125的充电接触设置成使得当它们滑入接触装置200时，它们在任何时候都不能触及正极端子123或负极端子124的接触元件。
由于上述可动性，充电接触元件载体头113可在滑动边缘127处自由滑动到接触装置200中。充电接触元件123、124、125、126通过加强件128和充电接触元件载体头113在空间上彼此分开。因此确保了由水或盐水引起的任何腐蚀都不会在充电接触元件123、124、125、126之间产生导电连接。
图11至图13示出了各种视图的接触装置。接触装置200表示刚性地(根据本发明的构思)或可移动地固定到车辆底部的子系统。接触装置承载用于正极端子201和负极端子202、PE 203以及CPU 204的车辆侧接触元件。用于正极端子201和负极端子202以及用于PE203的接触元件是由导电材料并固定到接触装置200的刚性板制成。CP 204(信号/安全/控制触点)的接触元件是电磁铁。CP 204被定位在接触装置200中，使得在接触状态下，CP 204与集成在充电接触元件载体头113中的磁性配对件匹配/互补。接触装置200定位在车辆上，使得具有最大允许车辆重量的接触装置200的最低点设置在距离道路表面合法规定的最小距离处。接触装置200绕其垂直轴可旋转地弹性安装，使得它在无力状态下自动地处于其起始位置。为此，车辆的固定点被实施为球形接头状可旋转的弹性轴承205。车辆相对于车辆垂直轴线的旋转的定位公差可以通过可旋转的弹性安装来补偿。
接触装置200具有倒置的棱锥台的形式并且与充电接触元件载体头113匹配。由于倒置的棱锥台的形式，充电接触元件载体头113可以经由滑动边缘127沿着接触装置的接触引导表面206滑动到接触装置中。
只有当充电接触元件载体头113定向成使得从与行进方向X相反并且相对于行进方向X旋转180°的方向建立接触时，PE 125的充电接触元件和用于PE 203的接触元件才能彼此接触。如果充电接触元件载体头90被定向成朝向接触装置，则用于PE 125的充电接触元件和用于PE 203的接触元件不能彼此接触。因此，在当前用于为电池供电的电动车辆充电的法律规定意义上的成功联系是不可能的，并且在这种情况下排除了电流的传递。
CP 204的接触元件提供的电磁铁仅在充电过程初始化期间，也就是说当车辆处于静止状态时，被激活。CP 204的接触元件和CP 126的充电接触元件之间的磁连接被设计成使得在充电接触元件和接触元件之间的所有连接处都可获得高电流传输所需的接触力。因此可以在成功接触之后停用步进电机108。在充电过程中，磁性连接另外起到锁定接触装置和充电接触装置之间的连接的装置的作用，以便形成所需的接触力。在发生故障或者在充电过程受控终止的情况下，接触元件CP 204和充电接触元件CP 126之间的磁连接可以通过停用电磁铁(电压源断开)来结束。然后，系统沿着重力方向自动地进入其下方的道路上边缘的起始位置。这样，加速质量受到液压冲击阻尼器110和弹性阻尼元件111制动。
通过在充电接触元件载体头113上的用于PE 125的充电接触元件的定位和在接触装置200和充电接触元件载体头113上的正极端子201和负极端子202的接触元件的定位，来自该系统的接触装置200和充电接触单元100基于其特性与插头插座系统具有相似性：
·只能在允许的相对位置传输电流；
·在传输电流期间锁定系统；
·子系统的兼容性；
·无需额外的屏障元件情况下防触碰(至少遵守ECE R100的“测试指”指南)。
图14至图15以透视图和集成到道路表面101中的机构对比示出道路覆盖物300。道路覆盖物300包括连接框架301，连接框架301固定地连接到充电接触单元100的轴元件102并且承载围绕纵向轴线302对称设置的四个可移动的翼片。
这些可移动的翼片被称为主翼片303和辅助翼片304，其中主翼片303通过杠杆结构305可旋转地连接到连接框架301，并且辅助翼片304是通过铰链结构306可旋转地连接到连接框架。连接框架301的内部形成为钢框架307并且由外部混凝土框架308包围。钢框架307通过折叠结合在充电接触单元100的轴元件102中，以防止沿纵向轴线302和横向轴线309的位移。
图16至17以闭合和打开状态的正视图对比示出了道路覆盖物300，其中，对于打开状态，利用接触元件载体104沿垂直轴310的垂直运动(此处用箭头311表示)，以使主翼片303绕旋转轴承312从其静止位置沿相反方向旋转(如箭头313所示)。固定在两个主翼片303上的滚动或滑动元件314确保充电接触元件载体104能够以很小的摩擦力沿着主翼片303滚动或滑动，并且因此，杠杆结构305可以在相反方向上对称地打开两个翼片303。分别通过打开或闭合过程触发，辅助翼片304沿着主翼片303滑动，并借助于铰链结构306绕旋转轴承315旋转。在静止位置，道路覆盖物300应该形成封闭的道路表面101；为此目的，主翼片303和辅助翼片304由弹簧元件316和弹簧元件317预先加压。
图18至19对比示出了道路覆盖物300如何补偿充电接触元件载体104的位置与垂直轴310的偏差(±y)，其中，在充电接触元件载体104和接触装置200之间初始接触之后，车辆在车辆横向Y上造成的位置偏差，引起充电接触元件载体104在一维水平移动期间引导弹簧预先加压的主翼片303。由于车辆的位置偏差(在Y的两个方向上)，充电接触元件载体在接触时从其中心位置移动，并且翼片机构确保充电接触元件载体在接触分离后被引导回到中心位置并返回到静止位置。
图20至图21的组合示出了充电接触元件载体104通过弹簧元件316的回复力从水平设置位置移回其中心位置，如先前的图18和图19所示，使得充电接触元件载体在道路覆盖物300的闭合过程之后总是呈现相对于垂直轴310的对称位置。
本发明还涉及图22至35所示的本发明的另一实施例，其中，在充电接触单元集成在地面中的情况下，同样可以通过单个合适的驱动器实现充电接触元件载体的垂直向上运动，并且车辆可以在其上方行驶、位于充电接触元件载体上方的可移动的道路覆盖物可以打开。
类似于图1至图21的系统，图22至图35的地下接触系统也包括由充电接触单元1100、接触装置1200以及道路覆盖物1300组成的三个子系统。
道路覆盖物1300在图22中以透视图示出，并且形成为集成在道路表面中的机构。如图1至图21所示的实施例中示出的，其包括连接框架1307(其固定地连接到充电接触单元1100的轴元件)、覆盖元件1303、1304以及覆盖元件载体1303a、1304a，其中，连接框架1307固定地连接到充电接触单元1100的轴元件，这将在下面进一步详细描述。
图23的上部以透视图示出了道路覆盖物，道路覆盖物具有连接框架1307和以板1303、1304形式的两个覆盖元件，两个覆盖元件可在连接框架中线性移位。覆盖元件/板以使得它们可以在连接框架1307中沿箭头1320、1321的方向水平地彼此滑动的方式被机械地引导。它们在设置于连接框架中的一个或多个平坦机械止动件1322上方并且与其具有一定距离地滑动。如果处于闭合状态的道路覆盖物由车辆在其上方行驶或以其他方式从上方加压，则覆盖元件因此下沉直至它们停在止动件上。力量以这种方式被连接框架1307吸收，并且作用在覆盖元件的驱动机构上的力受到限制。
图23的下部区域中再次示出了连接框架1307，其中省略了覆盖元件1303、1304以暴露覆盖元件载体1303a、1304a的视图。覆盖元件载体1303a，1304a在连接框架的两侧上的导轨1323中可移动地并且滑动地被引导，由此导轨1323同样提供覆盖元件的水平滑动可移动性。覆盖元件1303、1304通过弹性保持元件1324、1325形式的浮动轴承(例如弹性体块)，被安装在覆盖元件载体上。例如，覆盖元件和覆盖元件载体可以彼此独立地连接到弹性块(更具体地，可以通过螺纹连接来连接)。三个滚动元件在覆盖元件载体1303a、1304a中的每一个上轴向平行且彼此相邻地示出，在三个滚动元件上，充电接触元件载体头可以通过倾斜表面滑动，以便将覆盖元件载体水平地推向侧面。其中一个滚动元件在附图中通过1326表示。滚动元件将在下面进一步详细描述。
充电接触单元1100基本上包括驱动机构，该驱动机构对应于图5中所示的机构。该驱动机构由轴元件、固定在轴元件上的承载元件、充电接触元件载体以及升降机构组成，升降机构连接承载元件和充电接触元件载体1104，并使充电接触元件载体朝向道路表面向上垂直移动。
图24和图25示出了处于各种位置的充电接触元件载体1104。充电接触元件载体1104包括充电接触元件载体平台1112和充电接触元件载体头1113。充电接触元件载体头1113具有棱锥台的形式并且承载充电接触元件1123(参见图9和图10)。充电接触元件载体头1113的电触点基本上也如图9和图10所示构造和设计。接触装置1200也可以类似于图11、图12以及图13所示的方式构造。接触装置1200基本上表示刚性地或可移动地固定到车辆底部的子系统。由于结合图11、图12以及图13描述的保护机制，只有在确保正确接触后才能释放充电电流，并且还确保在正交于行进方向定位的情况下不能释放电力触点。
充电接触元件载体平台1112和充电接触元件载体头1113可通过升降机构在垂直方向上共同移动，如图24中左侧和右侧中对这些元件描述的比较所示。充电接触元件载体头1113可在两个维度上，例如在车辆的纵向方向和横向于车辆的方向，水平地绕中心位置(±x)线性地移动。图25a示出了充电接触元件载体头1113从充电接触元件载体平台1112的中心位置平移而来的位置。由于这种可移动性，可以补偿车辆在所有水平方向上的定位公差。
图25b示出了充电接触元件载体头1113相对于围绕充电接触元件载体的垂直轴的中心位置旋转的位置。由于可旋转性，可以补偿车辆或其接触装置从正常位置旋转的位置，并且充电接触元件载体头1113可以旋转和移位，使得它可以适应车辆中的接触元件并且可以产生可靠的接触。这对于接触元件本身可移动和/或可旋转地安装的情况以及接触元件固定地且不可旋转地和/或不可移位地安装在车辆中的情况都是可能的。
图26示出了充电接触元件载体平台1112，其中，第一中间平台1128可线性移动地安装在轨道上。
用于可旋转地安装充电接触元件载体头的旋转轴承1127设置在中间平台1128上。
图27示出了充电接触元件载体的描述，其中为了清楚起见省略了充电接触元件载体平台的覆盖层的一部分。可以看到第一中间平台1127，其安装在导轨上，导轨又固定在第二中间平台1130中。
第二中间平台1130安装在导轨上，导轨固定在充电接触元件载体平台1112的框架上。另外示出了弹簧元件，前面两个弹簧元件用1120c和1120d表示并且一端固定到第一中间平台，另一端固定到充电接触元件载体平台1112的框架。
处于静止位置的弹簧元件确保在中心和非旋转位置中的整个充电接触元件载体头1113的定向。
如省略其他元件的图28、图29、图30以及图31所示，充电接触元件载体头1113紧固至的充电接触元件载体平台1112被形成为，使得充电接触元件载体头1113位于第一中间平台1128上的旋转轴承1127中。通过第二中间平台1130的两个导轨1131、1132上的四个引导元件1129a、1129b、1129c以及1129d引导第一中间平台1128线性地移动。
依次通过两个导轨1134、1135上的四个引导元件1133a、1133b、1133c、1133d引导第二中间平台1130线性地移动，两个导轨1134、1135又固定到充电接触元件载体平台1112，或更精确地固定到其框架。导轨1131、1132彼此平行并且优选地垂直于导轨1134、1135延伸。
充电接触元件载体头1113在中央位置的充电接触元件载体平台1112上的定向由在第一中间平台1128和充电电极之间的不同方向张紧的四个弹性元件1120a、1120b、1120c以及1120d(具体是以由非导电材料或弹性体股线制成的弹簧腿的形式)提供。
通过四个弹性元件1120a、1120b、1120c以及1120d的设置，特别是旋转对称设置，四个弹性元件1120a、1120b、1120c以及1120d分布在四个不同方向上，并且确保力的平衡并因此确保中心定位。
图28至图31的四个图示出了在四个不同位置的第一和第二中间平台的星座图，其中，在图28中第一中间平台1128从中心向左移位，在图29中第一中间平台1128从中心向右移位，在图30中第一中间平台1128从中心向下移位，在图31中第一中间平台1128从中心向上移位。
由于充电接触元件以结合图9至图12和下文所解释的形式定位在充电接触元件载体头1113上并且也可以在该示例性实施例中使用，所以接触装置1200和充电接触单元1100构成一个系统，根据其特性，它与插头和插座系统具有以下相似之处：
·只能在允许的相对位置传输电流；
·在传输电流期间锁定系统；
·子系统的兼容性；
·无需额外的屏障元件情况下防触碰(至少遵守ECE R100的“测试指”指南)。
图32以侧视图示意性地示出了具有道路覆盖物1300的充电接触单元1100。道路覆盖物的一部分是连接框架1307，连接框架1307上固定安装有覆盖板1330。覆盖板1330包括开口，该开口在不使用时由两个覆盖元件1303、1304封闭。从图23中可以容易地看出，承载覆盖元件1303和1304的覆盖元件载体1303a和1304a在连接框架1307中的导轨中被引导。
图33、图34以及图35更详细地示出了充电接触元件载体1104和具有覆盖元件载体1303a、1304a以及覆盖元件1303、1304的道路覆盖物的一部分的侧视图。从附图中可以看出，覆盖元件1303、1304通过弹性元件1324、1325浮动地安装在覆盖元件载体1303a、1304a上。图33、图34以及图35示出了在三个不同位置的覆盖元件载体、覆盖元件以及充电接触元件载体头。
图33示出了具有充电接触元件载体头1113的充电接触元件载体1104位于覆盖元件载体1303a，1304a下方的位置，该覆盖元件载体1303a，1304a直接位于充电接触元件载体头1113的倾斜表面的位置，充电接触元件载体头1113呈棱锥台的形式，与滚动元件接触，在这种情况下，滚动元件在每个覆盖元件载体上形成为三个滚子组。在滚子中，覆盖元件载体1303a的最上部的滚子由1326表示。
图34示出了中间位置，其中充电接触元件载体1104已经在覆盖元件载体1303a、1304a之间稍微通过并且已经将它们横向推离彼此。充电接触元件载体头1113的倾斜表面同时与多个滚子接触。
图35示出了充电接触元件载体1104在覆盖元件载体1303a、304a之间进一步向上垂直移动的位置，并且充电接触元件载体即将与机动车辆的接触装置(未示出)接触。
这里描述的具有横向可水平移动的覆盖元件载体和覆盖元件的结构的一个很大的优点在于，对于机动车电池充电期间的功能，只需要车辆的最小离地间隙，因为覆盖元件不会越过道路平面。
以下方面单独地或彼此组合或与权利要求组合，原则上也值得保护：
方面1：一种用于电驱动车辆的接触系统的道路覆盖物，其中，这些车辆包括至少一个能量储存器，其中，道路覆盖物设置在道路的上边缘下方的凹口中，其中，道路覆盖物通过连接框架连接到轴元件，其中，道路覆盖物包括一个或多个辅助翼片，它们以可旋转的方式连接到连接框架，其中，道路覆盖物包括一个或多个主翼片，它们通过连接到连接框架的杠杆结构可旋转地安装，其中，在闭合状态下的主翼片和辅翼片由连接框架支撑，
其特征在于，
主翼片是相对于充电接触元件载体的充电接触单元而设置的，其方式是，在充电接触元件载体的垂直向上运动期间，主翼片通过杠杆结构偏转，因此充电接触元件载体可以从道路表面展开至与接触装置接触的点。
方面2：道路覆盖物包含至少一个主翼片，其通过杠杆结构可旋转地安装并且可通过弹簧可逆地调节，其中，杠杆结构连接到连接框架，并且主翼片在闭合状态下由连接框架机械地安装。
方面3：道路覆盖物在闭合状态下可以由重型车辆在其上方行驶。
方面4：道路覆盖物：翼片机构(主翼片)被设计为使得充电接触单元在返回安全装置状态时，自动返回其起始位置(居中)。
方面5：主翼片打开同样导致辅助翼片打开。
方面6：道路覆盖物可以包含装置，例如电磁铁，借助于该装置，翼片机构可以被固定以防止无意打开。
方面7：道路覆盖物可以包含测量装置，例如传感器，借助该测量装置可以检查授权和/或待充电车辆关于遵守可容许的定位精度的正确位置。
方面8：在道路覆盖物所连接的轴元件中，可以设置装置(例如暖空气加热系统)以保护轴盖和充电接触单元免受对功能有害的环境(特别是雪和冰)的影响。
方面9：道路覆盖物可包含致动器(电动，气动，液压)，通过该致动器道路覆盖物可被打开并闭合。
方面10：一种用于电驱动车辆的接触系统的充电接触单元，其中，这些车辆包括至少一个能量储存器，其中，充电接触单元用于在具有接触装置的车辆和固定充电站之间形成导电连接，其中接触装置设置在车辆上，其中，充电接触单元包括充电接触元件载体，接触装置可与充电接触单元接触，其中，充电接触单元包括升降机构，充电接触元件载体可通过定位装置相对于接触装置定位，其中，充电接触元件载体包括充电接触元件，其中，充电接触元件可以在每种情况下与接触装置的接触元件接触以形成接触对，
其特征在于，
充电接触元件相对于接触元件设置在充电接触元件载体上，使得当充电接触单元和接触装置合在一起时，保持接触对形成的规定顺序。
方面11：充电接触单元可以设置在车辆的底板(倒置的)上。
方面12：充电接触单元包括由电绝缘材料形成的充电接触元件载体。
方面13：充电接触单元包括组合的被动横向和纵向引导装置，(纵向导向为带有弹簧元件的滑动轴承，横向导向为无弹簧元件的滑动轴承；也可以为用于定位公差的补偿的更复杂的机械或基于致动器的解决方案)，通过该引导装置，充电接触元件载体可从其起始位置横向和纵向移动，并且在(纵向引导或翼片机制的)弹簧回复力的反转力作用的情况下，自动返回其起始位置。
方面14：充电接触单元包括定位装置，例如由具有步进电机(或液压、气动、电磁、磁悬浮电动机等)的齿轮齿条驱动器形成，通过该定位装置，充电接触单元可以在垂直方向上相对于接触装置定位。
方面15：充电接触单元的充电接触元件载体在几何形状上以截圆锥(也可能是另一种几何形状：截锥形、V形、多边形等)的形式提供，使得当与接触装置结合在一起时，由此形成充电接触元件载体的导向装置，并且，在完全接触闭合的情况中，实现了与接触装置的形状配合连接，并且因此彼此接触的接触元件和充电接触元件在当前法律规定(ECER100)的意义上被保护免于直接接触(测试指)，而不需要额外的屏障元件。
方面16：充电接触单元的充电接触元件载体包括导电的充电接触元件(DC+、DC-、PE)，其为销或板形式，用于连接到充电站。
方面17：充电接触单元的充电接触元件载体包括另一导电的充电接触元件(CP)，其由磁性材料制成，用于连接到充电站，其设置在充电接触元件载体中，使得当该充电接触元件与包括接触装置的充电接触元件合在一起时，可以与接触装置中的电磁铁装置接触。
方面18：充电接触单元可以包括装置(例如液压冲击阻尼器)，通过该装置，在充电接触单元返回安全装置状态时，其系统质量在重力加速时，在对轴元件产生影响的情况下被阻尼。
方面19：一种用于电驱动车辆的接触系统的接触装置，其中，这些车辆包括至少一个能量储存器，其中，接触装置用于在包括接触装置的车辆和固定充电站之间形成导电连接，接触装置设置在车辆上，其中，接触装置包括用于接收接触元件的结构，其中，接触装置可与充电接触单元接触，其中，充电接触单元包括定位装置，其中，充电接触元件载体可通过定位装置相对于接触装置定位，其中，充电接触元件载体包括充电接触元件，其中，充电接触元件在每种情况下可以与接触装置的接触元件接触，以形成接触对，
其特征在于，
接触元件相对于充电接触元件设置在接触装置上，使得当充电接触单元和接触装置合在一起时，保持接触对形成的规定顺序。
方面20：接触装置可以设置在道路的上边缘下方(倒置的)。
方面21：接触装置包括以电绝缘材料形成的棱锥台形式(也可能是另一种几何形状：截圆锥，V形，多边形等)的接触引导表面，其在接触状态下引导表面，形成与充电接触元件的充电接触元件载体的形状配合。
方面22：接触装置包括导电的接触元件，它们呈销状或形成为接触板，并安装在接触引导表面中，并且几何上设置在接触引导表面上，使得车辆可以从第一空间方向的两个运动方向以正确的极性接近，用于连接到车辆能量储存器。
方面23：接触装置包括另一个导电接触元件(CP)，该接触元件不是设置在接触引导表面之一中并且形成为电磁体，利用该电磁体，在充电过程中接触闭合件的接触闭合件的锁定可以接通和断开，并且可以确保接触元件和充电接触元件之间形成足够高的接触力。不需要任何驱动能量以将系统返回到起始位置(安全装置状态)(对电磁体的电流供应被中断，通过重力返回)。
方面24：接触装置包括另一导电接触元件，其不设置在接触引导表面之一中，并且几何设置，使得通过适当地设置接触元件和充电接触元件以形成PE连接，从与第一空间方向正交设置的第二空间方向的接近不能导致目标电流释放(在极性不正确的情况下防止短路)。
方面25：接触装置的接触引导表面形成充电接触元件载体的引导件。
方面26：接触装置可以包括对环境影响(特别是污垢)的保护(例如，翼片系统形式的)，其可以具有或不具有单独的功能致动器(电气、气动、液压、磁力、重力以及弹簧力)。
方面27：接触装置可以包含加热元件(例如加热条的形式)，以确保接触元件保持不受冰雪的影响。
方面28：为了增加可传输的充电电流，对于每个形成的接触极，接触装置和充电接触单元中都可以包含多于一个的接触元件，主要为电力传输和保护接地(PE)的接触极。
方面29：一种接触系统，具有根据方面1至9中任一项的具有道路覆盖物、根据方面10至18中任一项的充电接触单元，以及根据方面19至28中任一项的接触装置。
方面30：一种在车辆和固定充电站之间形成导电连接的方法(特别是用于电驱动车辆的接触系统的方法)，其中，这些车辆包括至少一个能量储存器，该接触系统具有道路覆盖物、充电接触单元以及接触装置，其中，充电接触单元设置在道路覆盖物下方的轴元件中，其中，接触装置设置在车辆上，充电接触单元包括充电接触元件载体，接触装置可与充电接触单元接触，充电接触单元或接触装置包括定位装置，充电接触元件可以通过定位装置相对于接触装置定位，其中，充电接触元件载体包括充电接触元件，其中，充电接触元件可以在每种情况下与接触装置的接触元件接触以形成接触对，
其特征在于，
充电接触单元和接触装置合在一起时，使得保持接触对形成的规定顺序
方面31：方法：在电源触点对之前，首先形成保护性接地触点对。
方面32：方法：在控制导体触点对之前，首先形成电源触点对。
方面33：方法：通过激活电磁铁(摩擦接合)施加充电过程中的必要保持和接触力，从而可以关闭定位装置的致动器，并且系统在重力方向上具有最大的运动自由度。在评估触点闭合时的电流增加之后，关闭提供给致动器的电流。
方面34：方法：将电磁铁的电流供应并联连接到充电过程的保护电路(在车辆上关闭/打开控制线)，该电磁铁设置在接触装置中并用作控制导体触点。

Claims (14)

1.一种用于具有至少一个待充电的能量储存器(3)的车辆(1)的充电接触单元(100，1100)，
具有充电接触元件载体头(113，1113)，设计为与所述车辆(1)下方的接触装置(200，1200)相互作用，通过所述充电接触元件载体头(113，1113)和所述接触装置(200，1200)在接触方向(6)上的相对运动来进行接触和接触分离，
其中，所述充电接触元件载体头(113，1113)可在所述充电接触单元(100，1100)内移动和/或可绕所述接触方向(6)旋转或枢转，以便补偿在横向于所述接触方向(6)延伸的一个方向或多个方向上的错误定位，
其中，在操作位置，在所述接触装置(200，1200)上设置独立于升降装置(105)的保持装置，用于保持所述充电接触元件载体头(113，1113)，所述保持装置为磁保持装置(204，126)的形式，
其中，所述磁保持装置(204，126)包括所述充电接触元件载体头(113，1113)上的磁保持件或电磁铁，所述磁保持件或所述电磁铁设计成与所述接触装置(200，1200)上的配对件相互作用并实现两个部件的锁定，其中，所述磁保持件或所述电磁铁在结构上能够与辅助触点组合，所述辅助触点是控制触点，
其中，所述升降装置(105)被配置成使得其能够使所述充电接触元件载体头(113，1113)以及随其移动到所述操作位置的部件的向下移动离开所述操作位置而无需驱动，其中，所述升降装置(105)能够与所述充电接触元件载体头(113，1113)以及随其移动到所述操作位置的所述部件机械地分离。
2.根据权利要求1所述的充电接触单元(100，1100)，其特征在于，所述充电接触元件载体头(113，1113)可抵抗弹性回复力而旋转或移动。
3.根据权利要求1所述的充电接触单元(100，1100)，其特征在于，所述充电接触元件载体头(113，1113)安装在充电接触元件载体平台或中间平台(1130)上，以便可沿第一方向移动，并且其中，所述充电接触元件载体平台或所述中间平台(1130)可沿第二方向可移动地安装在所述充电接触单元(100，1100)内。
4.根据权利要求3所述的充电接触单元(100，1100)，其特征在于，所述充电接触元件载体头(113，1113)通过旋转轴承元件(1127)安装在所述充电接触元件载体平台或所述中间平台(1130)上，其中，旋转轴承设置在所述旋转轴承元件(1127)和所述充电接触元件载体头(113，1113)之间。
5.根据权利要求1所述的充电接触单元(100，1100)，其特征在于，在所述充电接触元件载体头(113，1113)上设置一个或多个倾斜表面，并且在所述充电接触元件载体头(113，1113)的垂直向上运动期间，在水平方向上偏转道路覆盖物(300，1300)的一个或多个覆盖元件(303，304，1303，1304)或覆盖元件载体(1303a，1304a)，使得所述充电接触元件载体能够从道路表面(101)展开至与所述接触装置(200，1200)接触的点。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的充电接触单元(100，1100)，其特征在于，所述升降装置(105)被设置用于升高所述充电接触元件载体头(113，1113)，并且所述升降装置(105)具体被设计为电动、液压或气动。
7.根据权利要求1至5中任一项所述的充电接触单元(100，1100)，其特征在于，设置冲击阻尼装置(110，111)，用于阻尼所述充电接触元件载体头(113，1113)以及随其移动到操作位置的部件的向下移动。
8.根据权利要求1至5中任一项所述的充电接触单元(100，1100)，其特征在于，所述充电接触单元(100，1100)包括传感器装置，所述传感器装置设计用于检测所述车辆(1)的所述接触装置(200，1200)相对于所述充电接触单元(100，1100)的位置，具体是相对于所述充电接触元件载体头(113，1113)的位置。
9.一种用于接触系统的道路覆盖物(300，1300)，所述接触系统具有充电接触单元(100，1100)，所述充电接触单元(100，1100)包括可垂直驱动的充电接触承载头(113，1113)，并且所述接触系统(100，1100，200，1200，300，1300)具有用于电驱动车辆(1)的接触装置(200，1200)，每个所述接触装置(200，1200)具有至少一个待充电的能量储存器(3)，其中，所述道路覆盖物(300，1300)设置在道路上边缘下方的凹口中，其中，所述道路覆盖物(300，1300)通过连接框架(307，1307)连接到轴元件，其中，所述道路覆盖物(300，1300)包括一个或多个覆盖元件(303，304，1303，1304)，所述覆盖元件(303，304，1303，1304)可逆地、可移动地安装在所述连接框架(307，1307)上以抵抗弹性回复力，其中，所述覆盖元件(303，304，1303，1304)相对于所述充电接触单元(100，1100)的充电接触元件载体头(113，1113)设置，使得所述充电接触元件载体头(113，1113)在其垂直向上运动期间使所述一个或多个覆盖元件(303，304，1303，1304)从关闭位置偏转，使得所述充电接触元件载体可以从道路表面(101)展开至与所述接触装置(200，1200)接触的点，
其中，所述道路覆盖物(300，1300)包括一个或多个覆盖元件载体(1303a，1304a)，所述一个或多个覆盖元件载体(1303a，1304a)可逆地、可移动地安装在所述连接框架(307，1307)上以抵抗弹性回复力，其中，所述一个或多个覆盖元件载体(1303a，1304a)承载所述覆盖元件(303，304，1303，1304)并且相对于所述充电接触单元(100，1100)的充电接触元件载体头(113，1113)设置成，使得在所述充电接触元件载体头(113，1113)垂直向上移动的情况下，在所述充电接触元件载体头(113，1113)上设置一个或多个倾斜表面(1113a)在水平方向上使所述一个或多个覆盖元件载体(1303a，1304a)偏转，使得所述一个或多个覆盖元件(303，304，1303，1304)被水平地移动，因此所述充电接触元件载体可以从所述道路表面(101)展开至与接触装置(200，1200)接触的点。
10.根据权利要求9所述的道路覆盖物(300，1300)，其特征在于，至少一个滑动或滚动元件(1326)设置在所述一个或多个覆盖元件载体(1303a，1304a)中的一个或每个上，并且在所述充电接触元件载体头(113，1113)垂直向上运动的过程中，在所述充电接触元件载体头(113，1113)上设置的倾斜表面(1113a)上滚动或滑动，从而在水平方向(1320，1321)上被驱动。
11.根据权利要求10所述的道路覆盖物(300，1300)，其特征在于，多个滑动或滚动元件(1326)依次设置在多个覆盖元件载体中的一个或每个上，使得在所述充电接触元件载体头(113，1113)垂直向上运动的过程中，所述多个滑动或滚动元件(1326)在所述充电接触元件载体头(113，1113)上设置的倾斜表面(1113a)上同时或相继地滚动或滑动。
12.根据权利要求9至11中任一项所述的道路覆盖物(300，1300)，其特征在于，所述一个或多个覆盖元件(303，304，1303，1304)弹性地、可移动地连接到所述一个或多个覆盖元件载体(1303a，1304a)，使得所述一个或多个覆盖元件(303，304，1303，1304)在被驱动时可以通过机动车辆的重量在竖直方向上向下压入所述连接框架(307，1307)中，其中，所述连接框架(307，1307)形成止动件(1322)用于限制所述一个或多个覆盖元件(303，304，1303，1304)在垂直方向上的移动。
13.根据权利要求9所述的道路覆盖物(300，1300)，其特征在于，所述充电接触承载头(113，1113)是适用于根据权利要求1至5中任一项所述的充电接触单元(100，1100)的充电接触元件载体头(113，1113)。
14.一种充电接触装置，包括根据权利要求1至8中任一项所述的充电接触单元(100，1100)，并且包括根据权利要求9至13中任一项所述的道路覆盖物(300，1300)，其特征在于，所述可垂直驱动的充电接触元件载体头(113，1113)和所述道路覆盖物(300，1300)设计成，使得所述充电接触元件载体头(113，1113)在其垂直向上运动的过程中使所述道路覆盖物(300，1300)的一个或多个覆盖元件(303，304，1303，1304)偏离其闭合位置。
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