DE102018002837A1 - Charging device for charging an energy storage device of a motor vehicle, charging device for a motor vehicle, and method for operating a charging device - Google Patents

Charging device for charging an energy storage device of a motor vehicle, charging device for a motor vehicle, and method for operating a charging device Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Ladevorrichtung (18) zum Aufladen eines zum Speichern von elektrischer Energie ausgebildeten Energiespeichers eines Kraftfahrzeugs, mit einem Roboter (20) mit wenigstens einem bewegbaren Roboterarm (22a), und mit zumindest einem an dem Roboterarm (22a) gehaltenen und mittels des Roboterarms (22a) in elektrischen Kontakt mit einem korrespondierenden, kraftfahrzeugseitigen Kontaktelement (12) bewegbaren, roboterseitigen Kontaktelement (16), über welches elektrische Energie zum Aufladen des Energiespeichers bereitstellbar ist, wobei an dem Roboterarm (22a) wenigstens ein Hall-Sensor (26a) gehalten ist, mittels welchem von einer kraftfahrzeugseitigen Führungseinrichtung (28) bereitstellbare Magnetlinien (30) zum Führen des roboterseitigen Kontaktelements (16) zu dem kraftfahrzeugseitigen Kontaktelement (12) erfassbar sind.

Figure DE102018002837A1_0000
The invention relates to a charging device (18) for charging an energy store of a motor vehicle designed to store electrical energy, having a robot (20) with at least one movable robot arm (22a), and with at least one held on the robot arm (22a) and by means of Robot arm (22a) in electrical contact with a corresponding, motor vehicle-side contact element (12) movable, robot-side contact element (16) via which electrical energy for charging the energy storage can be provided, wherein on the robot arm (22a) at least one Hall sensor (26a) is held, by means of which of a motor vehicle side guide means (28) can be provided magnetic lines (30) for guiding the robot-side contact element (16) to the motor vehicle-side contact element (12) can be detected.
Figure DE102018002837A1_0000

Description

Die Erfindung betrifft eine Ladevorrichtung zum Aufladen eines Energiespeichers eines Kraftfahrzeugs gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Ladeeinrichtung für ein Kraftfahrzeug gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 3. Außerdem betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben einer Ladevorrichtung gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 4.The invention relates to a charging device for charging an energy storage device of a motor vehicle according to the preamble of claim 1. Furthermore, the invention relates to a charging device for a motor vehicle according to the preamble of claim 3. Furthermore, the invention relates to a method for operating a charging device according to the preamble of claim 4th

Eine solche Ladevorrichtung zum Aufladen eines zum Speichern von elektrischer Energie ausgebildeten Energiespeichers eines Kraftfahrzeugs, eine solche Ladeeinrichtung für ein solches Kraftfahrzeug und ein solches Verfahren zum Betreiben einer solchen Ladevorrichtung sind beispielsweise bereits der DE 10 2014 226 357 A1 als bekannt zu entnehmen. Die Ladevorrichtung umfasst einen Roboter mit wenigstens einem bewegbaren Roboterarm, welcher beispielsweise im Raum und somit relativ zu einem Boden, auf welchem das Kraftfahrzeug stehen kann, bewegbar ist. Die Ladevorrichtung umfasst ferner zumindest ein an dem Roboterarm gehaltenes, roboterseitiges Kontaktelement, welches mittels des Roboterarms, insbesondere relativ zu dem Boden und somit relativ zu dem Kraftfahrzeug, bewegt werden kann. Mittels des Roboterarms kann das roboterseitige Kontaktelement den elektrischen Kontakt mit einem korrespondierenden, kraftfahrzeugseitigen Kontaktelement bewegt werden. Das kraftfahrzeugseitige Kontaktelement ist somit an dem Kraftfahrzeug anordenbar beziehungsweise angeordnet. Über das roboterseitige Kontaktelement kann beispielsweise von einer bezüglich des Kraftfahrzeugs externen Energiequelle elektrische Energie beziehungsweise elektrischer Strom bereitgestellt werden, mit welcher beziehungsweise mit welchem der Energiespeicher aufgeladen werden kann. Die von der Energiequelle bereitgestellte elektrische Energie kann von dem roboterseitigen Kontaktelement auf das kraftfahrzeugseitige Kontaktelement und von diesem an den Energiespeicher übertragen und in den Energiespeicher eingespeichert werden, wodurch der Energiespeicher aufgeladen werden kann. Im Rahmen des zuvor genannten Verfahrens ist es somit vorgesehen, das roboterseitige Kontaktelement mittels des Roboterarms relativ zu dem kraftfahrzeugseitigen Kontaktelement zu bewegen, wodurch das roboterseitige Kontaktelement mittels des Roboterarms in elektrischen Kontakt mit dem kraftfahrzeugseitigen Kontaktelement bewegt wird.Such a charging device for charging an energy store of a motor vehicle designed for storing electrical energy, such a charging device for such a motor vehicle and such a method for operating such a charging device are already for example DE 10 2014 226 357 A1 to be known as known. The loading device comprises a robot with at least one movable robot arm, which can be moved, for example, in space and thus relative to a floor on which the motor vehicle can stand. The loading device further comprises at least one held on the robot arm, robot-side contact element, which can be moved by means of the robot arm, in particular relative to the ground and thus relative to the motor vehicle. By means of the robot arm, the robot-side contact element can be moved in electrical contact with a corresponding, motor vehicle-side contact element. The motor vehicle-side contact element can thus be arranged or arranged on the motor vehicle. By way of the robot-side contact element, electrical energy or electrical current can be provided, for example, from an external energy source with respect to the motor vehicle, with which or with which the energy store can be charged. The electrical energy provided by the energy source can be transmitted from the robot-side contact element to the motor vehicle-side contact element and from this to the energy store and stored in the energy store, whereby the energy store can be charged. In the context of the aforementioned method, it is thus provided to move the robot-side contact element by means of the robot arm relative to the motor vehicle-side contact element, whereby the robot-side contact element is moved by the robot arm in electrical contact with the motor vehicle side contact element.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Ladevorrichtung, eine Ladeeinrichtung und ein Verfahren der eingangs genannten Art derart weiterzuentwickeln, dass das roboterseitige Kontaktelement besonders präzise und besonders schnell in elektrischen Kontakt mit dem kraftfahrzeugseitigen Kontaktelement bewegt werden kann.Object of the present invention is to develop a charging device, a charging device and a method of the type mentioned in such a way that the robot-side contact element can be moved very precisely and particularly quickly in electrical contact with the motor vehicle side contact element.

Diese Aufgabe wird durch eine Ladevorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1, eine Ladeeinrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 3 und ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 4 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen angegeben.This object is achieved by a charging device having the features of patent claim 1, a charging device having the features of patent claim 3 and a method having the features of patent claim 4. Advantageous embodiments with expedient developments of the invention are specified in the remaining claims.

Um eine Ladevorrichtung der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art derart weiterzuentwickeln, dass das roboterseitige Kontaktelement besonders präzise und besonders schnell, das heißt in besonders kurzer Zeit in elektrischen Kontakt mit dem kraftfahrzeugseitigen Kontaktelement bewegt werden kann, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass an dem Roboterarm wenigstens ein Hall-Sensor gehalten ist, mittels welchem von einer kraftfahrzeugseitigen, das heißt an dem Kraftfahrzeug anordenbaren oder angeordneten Führungseinrichtung bereitstellbare beziehungsweise bereitgestellte Magnetlinien zum Führen des roboterseitigen Kontaktelements zu dem kraftfahrzeugseitigen Kontaktelement erfassbar sind. Mit anderen Worten ist der Hall-Sensor dazu ausgebildet, Magnetlinien zu erfassen, die von der an dem Kraftfahrzeug anordenbaren beziehungsweise angeordneten Führungseinrichtung bereitgestellt werden. In Abhängigkeit von den erfassten Magnetlinien wird der Roboterarm, insbesondere relativ zu dem kraftfahrzeugseitigen Kontaktelement, bewegt, wodurch das roboterseitige Kontaktelement mittels des Roboterarms in Abhängigkeit von den erfassten Magnetlinien, insbesondere relativ zu dem kraftfahrzeugseitigen Kontaktelement, bewegt wird. Dabei werden der Roboterarm und somit das roboterseitige Kontaktelement in Abhängigkeit von den erfassten Magnetlinien derart bewegt, dass das roboterseitige Kontaktelement in elektrischen Kontakt mit dem kraftfahrzeugseitigen Kontaktelement bewegt wird. Hierzu werden beispielsweise der Hall-Sensor und somit das roboterseitige Kontaktelement mittels des Roboterarms entlang wenigstens einer Magnetlinien bewegt, wodurch das roboterseitige Kontaktelement zu dem kraftfahrzeugseitigen Kontaktelement bewegt wird. Auf diese Weise kann das kraftfahrzeugseitige Kontaktelement besonders schnell, das heißt in besonders kurzer Zeit von dem roboterseitigen Kontaktelement aufgefunden werden, sodass die Kontaktelemente besonders schnell elektrisch miteinander kontaktiert werden können. Dadurch kann beispielsweise ein Ladevorgang, in dessen der Rahmen der Energiespeicher aufgeladen wird, nach einer besonders kurzen Zeit gestartet werden, nach der das beispielsweise als Kraftwagen, insbesondere als Personenkraftwagen, ausgebildeten Kraftfahrzeug grob relativ zu der Ladevorrichtung positioniert wurde. Die Führungseinrichtung und der Hall-Sensor werden somit für eine präzise Nah-Positionierung verwendet, um das roboterseitige Kontaktelement schnell und präzise relativ zu dem kraftfahrzeugseitigen Kontaktelement und dabei in elektrischen Kontakt mit dem kraftfahrzeugseitigen Kontaktelement zu bewegen, nachdem das Kraftfahrzeug und somit das kraftfahrzeugseitige Kontaktelement grob in der Nähe der Ladevorrichtung positioniert wurden.In order to develop a charging device specified in the preamble of claim 1 type such that the robot-side contact element can be moved very precisely and very fast, that is in a very short time in electrical contact with the motor vehicle side contact element, it is inventively provided that on the robot arm at least one Hall sensor is held, by means of which of a motor vehicle side, that is arranged on the motor vehicle or arranged guide device providable or provided magnetic lines for guiding the robot-side contact element to the vehicle-side contact element can be detected. In other words, the Hall sensor is designed to detect magnetic lines that are provided by the guide device that can be arranged or arranged on the motor vehicle. Depending on the detected magnetic lines, the robot arm is moved, in particular relative to the motor vehicle-side contact element, whereby the robot-side contact element is moved by means of the robot arm as a function of the detected magnetic lines, in particular relative to the motor vehicle-side contact element. In this case, the robot arm and thus the robot-side contact element are moved in response to the detected magnetic lines such that the robot-side contact element is moved into electrical contact with the motor vehicle-side contact element. For this purpose, for example, the Hall sensor and thus the robot-side contact element are moved by means of the robot arm along at least one magnetic line, whereby the robot-side contact element is moved to the vehicle-side contact element. In this way, the motor vehicle-side contact element can be found particularly quickly, that is to say in a particularly short time by the robot-side contact element, so that the contact elements can be contacted with each other particularly quickly. As a result, a charging process, for example, in which the frame of the energy store is charged, can be started after a particularly short time, after which the motor vehicle designed, for example, as a motor vehicle, in particular as a passenger car, has been roughly positioned relative to the charging device. The Guide means and the Hall sensor are thus used for a precise Nah-positioning to the robot-side contact element quickly and precisely relative to the vehicle-side contact element and thereby to make electrical contact with the vehicle-side contact element after the motor vehicle and thus the vehicle-side contact element coarse in positioned near the loader.

Um eine Ladeeinrichtung der im Oberbegriff des Patentanspruchs 3 angegebenen Art derart weiterzuentwickeln, dass die Kontaktelemente besonders schnell in elektrischen Kontakt miteinander gebracht werden können, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass die kraftfahrzeugseitige Ladeeinrichtung eine an dem Kraftfahrzeug anordenbare oder angeordnete Führungseinrichtung aufweist, mittels welcher von einem Hall-Sensor erfassbare Magnetlinien zum Führen des roboterseitigen Kontaktelements zu dem kraftfahrzeugseitigen Kontaktelement bereitstellbar sind. Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Ladevorrichtung sind als Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Ladeeinrichtung anzusehen und umgekehrt.In order to further develop a charging device specified in the preamble of claim 3 type such that the contact elements can be brought into electrical contact with each other very quickly, it is inventively provided that the motor vehicle side charging device has an arranged on the motor vehicle or arranged guide means by which of a Hall sensor detectable magnetic lines for guiding the robot-side contact element to the vehicle-side contact element can be provided. Advantages and advantageous embodiments of the charging device according to the invention are to be regarded as advantages and advantageous embodiments of the charging device according to the invention and vice versa.

Um ein Verfahren der im Oberbegriff des Patentanspruchs 4 angegebenen Art derart weiterzuentwickeln, dass das roboterseitige Kontaktelement besonders präzise und schnell in elektrischen Kontakt mit dem kraftfahrzeugseitigen Kontaktelement bewegt werden kann, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass an dem Roboterarm wenigstens ein Hall-Sensor gehalten ist, mittels welchem von einer kraftfahrzeugseitigen Führungseinrichtung bereitgestellte Magnetlinien zum Führen des roboterseitigen Kontaktelements zu dem kraftfahrzeugseitigen Kontaktelement erfasst werden. Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Ladevorrichtung und der erfindungsgemäßen Ladeeinrichtung sind als Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens anzusehen und umgekehrt. Im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens werden der Roboterarm und somit das roboterseitige Kontaktelement in Abhängigkeit von den erfassten Magnetlinien bewegt, insbesondere derart, dass der Hall-Sensor und somit das roboterseitige Kontaktelement entlang wenigstens einer der bereitgestellten Magnetlinien bewegt werden.In order to develop a method specified in the preamble of claim 4 such that the robot-side contact element can be moved particularly precisely and quickly into electrical contact with the motor vehicle-side contact element, it is inventively provided that at least one Hall sensor is held on the robot arm, by means of which magnetic lines provided by a motor vehicle-side guide device for guiding the robot-side contact element to the motor vehicle-side contact element are detected. Advantages and advantageous embodiments of the charging device according to the invention and the charging device according to the invention are to be regarded as advantages and advantageous embodiments of the method according to the invention and vice versa. In the context of the method according to the invention, the robot arm and thus the robot-side contact element are moved in dependence on the detected magnetic lines, in particular such that the Hall sensor and thus the robot-side contact element are moved along at least one of the provided magnetic lines.

Um beispielsweise den insbesondere als Batterie, vorzugsweise als Hochvolt-Batterie, ausgebildeten Energiespeicher des Kraftfahrzeugs mit elektrischer Energie aufzuladen, wird das Kraftfahrzeug über dem auch als Laderoboter bezeichneten Roboter abgestellt, das heißt geparkt. Dadurch ist eine grobe Positionierung des Kraftfahrzeugs und somit des kraftfahrzeugseitigen Kontaktelements relativ zu dem Laderoboter realisiert. Das an dem Roboterarm, insbesondere an dessen Ende, angeordnete roboterseitige Kontaktelement ist beispielsweise ein Stecker, wobei beispielsweise das kraftfahrzeugseitige Kontaktelement eine auch als Ladebuchse bezeichnete Steckerbuchse sein kann. Der Stecker kann beispielsweise in die Ladebuchse eingesteckt werden, um dadurch die Kontaktelemente zumindest elektrisch miteinander zu kontaktieren. Die Ladebuchse ist ein Gegenstück für den Stecker, wobei das Gegenstück beispielsweise an oder in einem Unterboden des Kraftfahrzeugs angeordnet ist. Die Erfindung ermöglicht dabei insbesondere eine Nah-Positionierung des Roboterarms und somit des roboterseitigen Kontaktelements relativ zu dem kraftfahrzeugseitigen Kontaktelement. Die Erfindung kann besonders einfach und somit aufwandsarm auf unterschiedliche Baureihen, Unterboden, Unterbodenverkleidungen und somit Kraftfahrzeuge übertragen werden.In order, for example, to charge the energy accumulator of the motor vehicle, which is designed, in particular, as a battery, preferably as a high-voltage battery, with electrical energy, the motor vehicle is parked above the robot, also referred to as a loading robot, that is parked. As a result, a rough positioning of the motor vehicle and thus of the motor vehicle-side contact element is realized relative to the loading robot. The robot-side contact element arranged on the robot arm, in particular on its end, is for example a plug, wherein, for example, the motor vehicle-side contact element can be a socket also referred to as a charging socket. The plug can be inserted, for example, in the charging socket, thereby at least electrically contacting the contact elements with each other. The charging socket is a counterpart for the plug, wherein the counterpart is arranged for example on or in an underbody of the motor vehicle. In particular, the invention makes possible a close positioning of the robot arm and thus of the robot-side contact element relative to the motor vehicle-side contact element. The invention can be transferred to different series, underbody, underbody panels and thus motor vehicles in a particularly simple manner and therefore with little effort.

Mittels der Erfindung kann ein besonders vorteilhaftes konduktives Aufladen des Energiespeichers realisiert werden, ohne dass eine Person die Kontaktelemente manuell elektrisch miteinander verbinden muss. Mittels des Roboterarms kann das roboterseitige Kontaktelement zielsicher in elektrischen Kontakt mit dem kraftfahrzeugseitigen Kontaktelement bewegt und dabei beispielsweise in das als Steckvorrichtung beziehungsweise Ladebuchse ausgebildete kraftfahrzeugseitige Kontaktelement eingesteckt werden.By means of the invention, a particularly advantageous conductive charging of the energy store can be realized without a person having to manually electrically connect the contact elements to one another. By means of the robot arm, the robot-side contact element can be accurately moved into electrical contact with the motor vehicle-side contact element and be inserted, for example, in the form of a plug-in device or charging socket motor vehicle-side contact element.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.Further advantages, features and details of the invention will become apparent from the following description of a preferred embodiment and from the drawing. The features and feature combinations mentioned above in the description as well as the features and feature combinations mentioned below in the description of the figures and / or in the figures alone can be used not only in the respectively specified combination but also in other combinations or in isolation, without the scope of To leave invention.

Die Zeichnung zeigt in:

  • 1 ausschnittsweise eine schematische Unteransicht einer erfindungsgemäßen Ladeeinrichtung eines Kraftfahrzeugs; und
  • 2 eine schematische Perspektivansicht einer erfindungsgemäßen Ladevorrichtung zum Aufladen eines zum Speichern von elektrischer Energie ausgebildeten Energiespeichers des Kraftfahrzeugs
The drawing shows in:
  • 1 a schematic bottom view of a charging device according to the invention of a motor vehicle; and
  • 2 a schematic perspective view of a charging device according to the invention for charging a trained for storing electrical energy energy storage of the motor vehicle

In den Fig. sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen.In the figures, the same or functionally identical elements are provided with the same reference numerals.

1 zeigt ausschnittsweise in einer schematischen Unteransicht eine Ladeeinrichtung 10 eines Kraftfahrzeugs, welches beispielsweise als Kraftwagen, insbesondere als Personenkraftwagen, ausgebildet ist. Das Kraftfahrzeug weist einen zum Speichern von elektrischer Energie beziehungsweise elektrischem Strom ausgebildeten Energiespeicher auf, welcher beispielsweise als Batterie, insbesondere als Hochvolt-Batterie (HV-Batterie), ausgebildet sein kann. Das Kraftfahrzeug ist beispielsweise als Hybrid- oder Elektrofahrzeug, insbesondere als batterieelektrisches Fahrzeug (BEV), ausgebildet und weist somit wenigstens eine elektrische Maschine auf, mittels welcher das Kraftfahrzeug elektrisch angetrieben werden kann. Hierzu wird die elektrische Maschine mit elektrischer Energie versorgt, die im Energiespeicher gespeichert ist. Die Ladeeinrichtung 10 wird dabei genutzt, um den Energiespeicher mit elektrischer Energie aufzuladen, insbesondere im Rahmen eines Ladevorgangs. Hierzu umfasst die Ladeeinrichtung 10 wenigstens ein an dem Kraftfahrzeug angeordnetes, kraftfahrzeugseitiges Kontaktelement 12, welches beispielsweise als Ladebuchse ausgebildet ist. Das Kontaktelement 12 ist beispielsweise elektrisch mit dem Energiespeicher verbunden, sodass elektrische Energie, welche auf das Kontaktelement 12 übertragen wird, von dem Kontaktelement 12 an den Energiespeicher übertragen und in den Energiespeicher eingespeichert werden kann. Hierdurch wird der Energiespeicher aufgeladen. 1 shows a detail in a schematic bottom view of a charging device 10 a motor vehicle, which is designed for example as a motor vehicle, especially as a passenger car. The motor vehicle has an energy store designed to store electrical energy or electrical current, which may be designed, for example, as a battery, in particular as a high-voltage battery (HV battery). The motor vehicle is designed, for example, as a hybrid or electric vehicle, in particular as a battery electric vehicle (BEV), and thus has at least one electrical machine by means of which the motor vehicle can be electrically driven. For this purpose, the electrical machine is supplied with electrical energy stored in the energy storage. The charging device 10 is used to charge the energy storage with electrical energy, in particular as part of a charging process. For this purpose, the charging device includes 10 at least one motor vehicle-side contact element arranged on the motor vehicle 12 , which is designed for example as a charging socket. The contact element 12 For example, is electrically connected to the energy storage, so that electrical energy, which on the contact element 12 is transferred from the contact element 12 can be transferred to the energy storage and stored in the energy storage. As a result, the energy storage is charged.

Das Kontaktelement 12 ist beispielsweise zumindest mittelbar, insbesondere direkt, an einem in 1 nicht näher erkennbaren Unterboden des Kraftfahrzeugs gehalten. Der Unterboden wird beispielsweise von einem insbesondere als selbsttragende Karosserie ausgebildeten Aufbau des Kraftfahrzeugs gebildet. Dem Unterboden ist eine Unterbodenverkleidung 14 zugeordnet, mittels welcher der Unterboden zumindest teilweise in Fahrzeughochrichtung nach unten hin überdeckt und somit verkleidet ist. Dabei ist das Kontaktelement 12 beispielsweise an der Unterbodenverkleidung 14 gehalten und/oder die Unterbodenverkleidung 14 weist eine beispielsweise als Durchgangsöffnung ausgebildeten Öffnung auf, welche in Überlappung beziehungsweise in Überdeckung mit dem Kontaktelement 12 angeordnet ist. Durch die Öffnung kann beispielsweise ein bezüglich des Kraftfahrzeugs externes, in 2 besonders schematisch dargestelltes und vorliegend roboterseitiges Kontaktelement 16 hindurchgesteckt werden. Das Kontaktelement 16 kann in elektrischen Kontakt mit dem Kontaktelement 12 bewegt werden, sodass beispielsweise elektrische Energie, die von einer bezüglich des Kraftfahrzeugs externen Energiequelle über das Kontaktelement 16 bereitgestellt wird, von dem Kontaktelement 16 auf das Kontaktelement 12 und von diesem an den Energiespeicher übertragen werden kann.The contact element 12 is for example at least indirectly, in particular directly, at an in 1 held undetectable underbody of the motor vehicle. The subfloor is formed for example by a particular designed as a self-supporting body structure of the motor vehicle. The underbody is an underbody paneling 14 assigned, by means of which the subfloor is at least partially covered in the vehicle vertical direction downwards and thus covered. In this case, the contact element 12 for example, on the underbody paneling 14 kept and / or the underbody paneling 14 has an opening formed for example as a passage opening, which overlap or overlap with the contact element 12 is arranged. Through the opening, for example, a with respect to the motor vehicle external, in 2 particularly schematically illustrated and present robot-side contact element 16 be put through. The contact element 16 can be in electrical contact with the contact element 12 be moved so that, for example, electrical energy from an external with respect to the motor vehicle energy source via the contact element 16 is provided by the contact element 16 on the contact element 12 and can be transmitted from this to the energy storage.

2 zeigt in einer schematischen Perspektivansicht eine Ladevorrichtung 18 zum Aufladen des Energiespeichers des Kraftfahrzeugs. Die Ladevorrichtung 18 umfasst einen auch als Laderoboter bezeichneten Roboter 20, welche eine Mehrzahl von bewegbar miteinander verbundenen und relativ zueinander bewegbaren Roboterarmen 22a-d aufweist. Außerdem weist der Roboter 20 eine Basis 24 auf, über welche der Roboter 20 beispielsweise an einem Boden befestigbar beziehungsweise befestigt ist. Dabei kann das Kraftfahrzeug entlang des Bodens gefahren und auf dem Boden abgestellt und somit geparkt werden. Insbesondere kann das Kraftfahrzeug auf dem Boden über den Roboter 20 abgestellt und somit geparkt werden, sodass beispielsweise das Kontaktelement 12 in Fahrzeughochrichtung beziehungsweise in vertikaler Richtung oberhalb des Roboters 20 angeordnet ist. Hierdurch ist eine grobe Positionierung des Kontaktelements 12 relativ zu dem Roboter 20 und somit relativ zu dem Kontaktelement 16 realisiert. 2 shows in a schematic perspective view of a loading device 18 for charging the energy storage of the motor vehicle. The loading device 18 includes a robot also referred to as a loading robot 20 comprising a plurality of robot arms movably connected to each other and movable relative to each other 22a-d having. In addition, the robot points 20 One Base 24 on which of the robots 20 For example, attachable to a floor or attached. The motor vehicle can be driven along the floor and parked on the ground and thus parked. In particular, the motor vehicle may be on the ground via the robot 20 parked and thus parked, so that, for example, the contact element 12 in the vehicle vertical direction or in the vertical direction above the robot 20 is arranged. As a result, a rough positioning of the contact element 12 relative to the robot 20 and thus relative to the contact element 16 realized.

Aus 2 ist besonders gut erkennbar, dass das Kontaktelement 16 an dem relativ zu dem Boden und somit relativ zu dem Kraftfahrzeug und somit insbesondere relativ zu dem Kontaktelement 12 bewegbaren Roboterarm 22a und über diesen an den Roboterarmen 22b-d gehalten ist. Dadurch kann das Kontaktelement 16 mittels des Roboters 20 im Raum umherbewegt und somit relativ zu dem Boden und insbesondere relativ zu dem Kraftfahrzeug und relativ zu dem Kontaktelement 12 bewegt werden. Insbesondere kann dadurch das Kontaktelement 16 mittels des Roboters 20 in elektrischen Kontakt mit dem Kontaktelement 12 bewegt werden. Das Kontaktelement 16 ist beispielsweise ein Stecker, welcher mittels des Roboters 20 derart relativ zu dem Kontaktelement 12 bewegt werden kann, dass der Stecker in die Ladebuchse mittels des Roboters 20 eingestellt wird. Hierdurch werden die Kontaktelemente 12 und 16 elektrisch miteinander kontaktiert.Out 2 is particularly well recognizable that the contact element 16 on the relative to the ground and thus relative to the motor vehicle and thus in particular relative to the contact element 12 movable robot arm 22a and held above this on the robot arms 22b-d. This allows the contact element 16 by means of the robot 20 moved around in the space and thus relative to the ground and in particular relative to the motor vehicle and relative to the contact element 12 to be moved. In particular, thereby the contact element 16 by means of the robot 20 in electrical contact with the contact element 12 to be moved. The contact element 16 is for example a plug, which by means of the robot 20 such relative to the contact element 12 It can be moved that the plug into the charging socket by means of the robot 20 is set. As a result, the contact elements 12 and 16 electrically contacted each other.

Um nun nach der groben Positionierung die Kontaktelemente 12 und 16 besonders schnell, das heißt in besonders kurzer Zeit elektrisch miteinander verbinden zu können, ohne dass hierzu eine Person die Kontaktelemente 12 und 16 manuell elektrisch miteinander verbinden muss, ist an dem Roboterarm 22a wenigstens ein Hall-Sensor 26 gehalten. Die Ladevorrichtung 18 umfasst somit zumindest den Roboter 20, das Kontaktelement 16 und den Hall-Sensor 26. Außerdem umfasst die Ladeeinrichtung 10 eine an dem Kraftfahrzeug angeordnete Führungseinrichtung 28, mittels welcher von dem Hall-Sensor erfassbare Magnetlinien 30 bereitstellbar sind beziehungsweise bereitgestellt werden. Die Magnetlinien 30 werden genutzt, um das roboterseitige Kontaktelement 16 zu dem kraftfahrzeugseitigen Kontaktelement 12 zu führen. Mit anderen Worten ist es im Rahmen eines Verfahrens zum Betreiben der Ladevorrichtung 18 vorgesehen, dass mittels des Hall-Sensors 26 die von der Führungseinrichtung 28 bereitgestellten Magnetlinien 30 erfasst werden. Mittels des Roboters 20 wird das Kontaktelement 16 in Abhängigkeit von den erfassten Magnetlinien 30 relativ zu dem Kontaktelement 12 derart bewegt, dass das Kontaktelement 16 elektrisch mit dem Kontaktelement 12 kontaktiert wird.Now, after the coarse positioning of the contact elements 12 and 16 particularly fast, that is to be able to electrically connect to each other in a particularly short time, without that one person, the contact elements 12 and 16 manually must electrically connect to each other, at least one Hall sensor on the robot arm 22a 26 held. The loading device 18 thus includes at least the robot 20 , the contact element 16 and the Hall sensor 26 , In addition, the charging device includes 10 a arranged on the motor vehicle guide device 28 , by means of which of the Hall sensor detectable magnetic lines 30 can be provided or provided. The magnetic lines 30 are used to the robot-side contact element 16 to the motor vehicle side contact element 12 respectively. In other words, it is within the context of a method for operating the charging device 18 provided that by means of the Hall sensor 26 that of the leadership device 28 provided magnetic lines 30 be recorded. By means of the robot 20 becomes the contact element 16 depending on the detected magnetic lines 30 relative to the contact element 12 moved so that the contact element 16 electrically with the contact element 12 will be contacted.

Die Magnetlinien 30 bilden beispielsweise am Unterboden des Kraftfahrzeugs ein magnetisches Leitliniennetz, welches mehrere magnetische Leitlinien aufweist. Werden nun der Hall-Sensor 26 und somit das Kontaktelement 16 mittels des Roboters 20 entlang wenigstens einer der Leitlinien in die richtige Richtung bewegt, so wird das Kontaktelement 16 zu dem und insbesondere in das Kontaktelement 12 bewegt und dadurch elektrisch mit dem Kontaktelement 12 verbunden. Hierzu wird beispielsweise der Roboter 20 von einer elektronischen Recheneinrichtung angesteuert, welche sich beispielsweise an der Ansteuerung von gängigen autonomen Flurförderfahrzeugen mit magnetischen Leitlinien orientiert.The magnetic lines 30 form, for example, on the underbody of the motor vehicle, a magnetic guideline network, which has a plurality of magnetic guidelines. Now become the Hall sensor 26 and thus the contact element 16 by means of the robot 20 Moving along at least one of the guidelines in the right direction, so does the contact element 16 to the and in particular into the contact element 12 moved and thereby electrically connected to the contact element 12 connected. For this example, the robot 20 controlled by an electronic computing device, which is based, for example, on the control of common autonomous industrial trucks with magnetic guidelines.

Zu Beginn des Verfahrens werden beispielsweise der Roboterarm 22a und somit das Kontaktelement 16 entlang wenigstens einer vorgegebenen und somit vordefinierten Bewegungsbahn, insbesondere entlang eines vordefinierten Rasters, bewegt, bis der Hall-Sensor 26 wenigstens eine der magnetischen Leitlinien erfasst. Mit anderen Worten fahren beispielsweise der Roboterarm 22a und somit das Kontaktelement 16 und der Hall-Sensor 26 zunächst ein vordefiniertes Raster ab, welches sicherstellt, dass der Hall-Sensor 26 zumindest eine der Leitlinien detektieren kann. Detektiert der Hall-Sensor 26 die wenigstens eine Leitlinie, so wird der Hall-Sensor 26 mittels des Roboterarms 22 derart bewegt, dass der Hall-Sensor 26 der wenigstens einen Leitlinie folgt, insbesondere solange, bis das Kontaktelement 16 das Kontaktelement 12 erreicht hat.At the beginning of the process, for example, the robot arm 22a and thus the contact element 16 along at least one predetermined and thus predefined trajectory, in particular along a predefined grid, moves until the Hall sensor 26 recorded at least one of the magnetic guidelines. In other words, for example, the robot arm 22a and thus the contact element 16 and the Hall sensor 26 First, a predefined grid, which ensures that the Hall sensor 26 at least one of the guidelines can detect. Detects the Hall sensor 26 the at least one guideline, then the Hall sensor 26 moved by the robot arm 22 such that the Hall sensor 26 the at least one guideline follows, in particular, until the contact element 16 the contact element 12 has reached.

Dem Kontaktelement 12 ist beispielsweise eine trichterartige Vorrichtung zugeordnet, welche sich insbesondere in Richtung des Kontaktelements 12 trichterartig verjüngt. Die trichterartige Vorrichtung stellt das korrekte Stecken des Kontaktelements 16 in das Kontaktelement 12 sicher, da die trichterartige Vorrichtung das Kontaktelement 16 zu dem Kontaktelement 12 führt.The contact element 12 For example, a funnel-like device is associated, which in particular in the direction of the contact element 12 tapered like a funnel. The funnel-like device provides the correct insertion of the contact element 16 in the contact element 12 sure, since the funnel-like device, the contact element 16 to the contact element 12 leads.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1010
Ladeeinrichtungloader
1212
kraftfahrzeugseitiges Kontaktelementmotor vehicle side contact element
1414
UnterbodenverkleidungUnderbody paneling
1616
roboterseitiges KontaktelementRobot-side contact element
1818
Ladevorrichtungloader
2020
Roboterrobot
22a-d22a-d
Roboterarmrobot arm
2424
BasisBase
2626
Hall-SensorHall sensor
2828
Führungseinrichtungguide means
3030
Magnetlinienmagnetic lines

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 102014226357 A1 [0002]DE 102014226357 A1 [0002]

Claims (4)

Ladevorrichtung (18) zum Aufladen eines zum Speichern von elektrischer Energie ausgebildeten Energiespeichers eines Kraftfahrzeugs, mit einem Roboter (20) mit wenigstens einem bewegbaren Roboterarm (22a), und mit zumindest einem an dem Roboterarm (22a) gehaltenen und mittels des Roboterarms (22a) in elektrischen Kontakt mit einem korrespondierenden, kraftfahrzeugseitigen Kontaktelement (12) bewegbaren, roboterseitigen Kontaktelement (16), über welches elektrische Energie zum Aufladen des Energiespeichers bereitstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Roboterarm (22a) wenigstens ein Hall-Sensor (26a) gehalten ist, mittels welchem von einer kraftfahrzeugseitigen Führungseinrichtung (28) bereitstellbare Magnetlinien (30) zum Führen des roboterseitigen Kontaktelements (16) zu dem kraftfahrzeugseitigen Kontaktelement (12) erfassbar sind.Charging device (18) for charging an energy store of a motor vehicle designed to store electrical energy, having a robot (20) with at least one movable robot arm (22a), and with at least one held on the robot arm (22a) and by means of the robot arm (22a) in electrical contact with a corresponding, motor vehicle-side contact element (12) movable, robot-side contact element (16) via which electrical energy for charging the energy storage can be provided, characterized in that at least one Hall sensor (26 a) held on the robot arm (22 a) is, by means of which of a motor vehicle side guide means (28) can be provided magnetic lines (30) for guiding the robot-side contact element (16) to the vehicle-side contact element (12) can be detected. Ladevorrichtung (18) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Roboter (20) dazu ausgebildet ist, das roboterseitige Kontaktelement (16) mittels des Roboterarms (22a) entlang wenigstens einer vorgegebenen Bewegungsbahn zu bewegen, bis der Hall-Sensor (26) wenigstens eine der Magnetlinien (30) erfasst.Loading device (18) after Claim 1 , characterized in that the robot (20) is adapted to move the robot-side contact element (16) by means of the robot arm (22a) along at least one predetermined trajectory until the Hall sensor (26) detects at least one of the magnetic lines (30) , Ladeeinrichtung (10) für ein einen zum Speichern von elektrischer Energie ausgebildeten Energiespeicher aufweisendes Kraftfahrzeug, mit wenigstens einem an dem Kraftfahrzeug anordenbaren, kraftfahrzeugseitigen Kontaktelement (12), mit welchem ein korrespondierendes, an einem bewegbaren Roboterarm (22a) eines Roboters (20) gehaltenes und mittels des Roboterarms (22a) bewegbares, roboterseitiges Kontaktelement (16) in elektrischen Kontakt bringbar ist, wodurch von dem roboterseitigen Kontaktelement (16) bereitgestellte elektrische Energie zum Aufladen des Energiespeichers auf das kraftfahrzeugseitige Kontaktelement (12) übertragbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Ladeeinrichtung (10) eine an dem Kraftfahrzeug anordenbare Führungseinrichtung (28) aufweist, mittels welcher von einem Hall-Sensor (26) erfassbare Magnetlinien (30) zum Führen des roboterseitigen Kontaktelements (16) zu dem kraftfahrzeugseitigen Kontaktelement (12) bereitstellbar sind.Charging device (10) for a motor vehicle having a stored for storing electrical energy energy storage motor vehicle, with at least one can be arranged on the motor vehicle, motor vehicle side contact element (12), with which a corresponding, on a movable robot arm (22 a) of a robot (20) held and by means of the robot arm (22a) movable, robot-side contact element (16) can be brought into electrical contact, whereby by the robot-side contact element (16) provided electrical energy for charging the energy storage on the vehicle-side contact element (12) is transferable, characterized in that the charging device (10) has a guide device (28) which can be arranged on the motor vehicle, by means of which magnetic lines (30) detectable by a Hall sensor (26) for guiding the robot-side contact element (16) to the vehicle-side contact element (12) can be provided. Verfahren zum Betreiben einer Ladevorrichtung (18) zum Aufladen eines zum Speichern von elektrischer Energie ausgebildeten Energiespeichers eines Kraftfahrzeugs, bei welchem zumindest ein an einem bewegbaren Roboterarm (22a) eines Roboters (20) der Ladevorrichtung (18)gehaltenes, roboterseitiges Kontaktelement (16), über welches elektrische Energie zum Aufladen des Energiespeichers bereitstellbar ist, mittels des Roboterarms (22a) in elektrischen Kontakt mit einem korrespondierenden, kraftfahrzeugseitigen Kontaktelement (12) bewegt wird, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Roboterarm (22a) wenigstens ein Hall-Sensor (26) gehalten ist, mittels welchem von einer kraftfahrzeugseitigen Führungseinrichtung (28) bereitgestellte Magnetlinien (30) zum Führen des roboterseitigen Kontaktelements (16) zu dem kraftfahrzeugseitigen Kontaktelement (12) erfasst werden.Method for operating a charging device (18) for charging an energy store of a motor vehicle designed to store electrical energy, in which at least one robot-side contact element (16) held on a movable robot arm (22a) of a robot (20) of the charging device (18), via which electrical energy can be provided for charging the energy store, by means of the robot arm (22a) is moved into electrical contact with a corresponding, motor vehicle-side contact element (12), characterized in that at least one Hall sensor (26) on the robot arm (22a) is held by means of which of a motor vehicle side guide means (28) provided magnetic lines (30) for guiding the robot-side contact element (16) to the motor vehicle-side contact element (12) are detected.
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