DE102020200292A1 - Device and method for the automatic charging of an electrically powered motor vehicle - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung (12) zum automatischen Laden einer Traktionsbatterie (6) eines elektrisch angetriebenen Kraftfahrzeugs (4). Diese weist einen Ladestecker (14) für eine Ladedose (10) des elektrisch angetriebenen Kraftfahrzeugs (4) auf, wobei der Ladestecker (14) an einem Tragarm (16) befestigt ist, mittels welchem der Ladestecker (14) automatisch verstellbar ist. Weiterhin weist die Vorrichtung (12) eine erste Führungseinrichtung (18) auf, entlang welcher der Tragarm (16) verfahrbar ist, wobei die erste Führungseinrichtung (18) zur Anordnung über einer Stellfläche (2) für das elektrisch angetriebene Kraftfahrzeug (4) vorgesehen ist, und wobei die erste Führungseinrichtung (18) derart ausgebildet ist, dass der Ladestecker (14) zum Verbinden mit der Ladedose (10) anhand eines Verfahrens des Tragarms entlang der erste Führungseinrichtung (18) und/oder anhand eines Verstellens des Ladesteckers mittels des Tragarms (16) entlang des gesamten Umfangs einer der Stellfläche (2) entsprechenden Fläche (F) anordenbar ist. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Laden der Traktionsbatterie (6) des elektrisch angetriebenen Kraftfahrzeugs (4).The invention relates to a device (12) for automatically charging a traction battery (6) of an electrically driven motor vehicle (4). This has a charging plug (14) for a charging socket (10) of the electrically powered motor vehicle (4), the charging plug (14) being attached to a support arm (16) by means of which the charging plug (14) is automatically adjustable. Furthermore, the device (12) has a first guide device (18), along which the support arm (16) can be moved, the first guide device (18) being intended to be arranged above a floor space (2) for the electrically powered motor vehicle (4) , and wherein the first guide device (18) is designed in such a way that the charging plug (14) for connecting to the charging socket (10) by moving the support arm along the first guide device (18) and / or by adjusting the charging plug by means of the support arm (16) can be arranged along the entire circumference of a surface (F) corresponding to the footprint (2). The invention also relates to a method for charging the traction battery (6) of the electrically driven motor vehicle (4).
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum automatischen Laden der Traktionsbatterie eines elektrisch angetriebenen Kraftfahrzeugs, wobei die Vorrichtung einen an einem Tragarm befestigten Ladestecker für eine Ladedose des Kraftfahrzeugs aufweist. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zum automatischen Laden der Traktionsbatterie des angetriebenen Kraftfahrzeugs mittels einer solchen Vorrichtung.The invention relates to a device for automatically charging the traction battery of an electrically driven motor vehicle, the device having a charging plug attached to a support arm for a charging socket of the motor vehicle. The invention also relates to a method for automatically charging the traction battery of the driven motor vehicle by means of such a device.
Ein elektrisch angetriebenes Kraftfahrzeug weist typischerweise eine Traktionsbatterie (Hochvoltbatterie, HV-Batterie) auf, welche einen Elektromotor zum Antrieb des Kraftfahrzeugs mit Energie versorgt. Dabei ist unter einem elektrisch angetriebenen Kraftfahrzeug insbesondere ein Elektrofahrzeug, welches die zum Antrieb notwendige Energie lediglich in der Traktionsbatterie speichert (BEV, battery electric vehicle), ein Elektrofahrzeug mit einem Reichweitenverlängerer (REEV, range extended electric vehicle), ein Hybridfahrzeug (HEV, hybrid electric vehicle), ein Plug-In-Hybridfahrzeug (PHEV, plug-in hybrid electric vehicle) und/oder ein Brennstoffzellenfahrzeug (FCEV, fuel cell electric vehicle) zu verstehen, welches die mittels einer Brennstoffzelle erzeugte elektrische Energie in der Traktionsbatterie zwischenspeichert.An electrically driven motor vehicle typically has a traction battery (high-voltage battery, HV battery) which supplies an electric motor with energy to drive the motor vehicle. In this context, an electrically powered motor vehicle is in particular an electric vehicle that stores the energy required for propulsion only in the traction battery (BEV, battery electric vehicle), an electric vehicle with a range extender (REEV, range extended electric vehicle), a hybrid vehicle (HEV, hybrid electric vehicle), a plug-in hybrid vehicle (PHEV, plug-in hybrid electric vehicle) and / or a fuel cell vehicle (FCEV, fuel cell electric vehicle), which temporarily stores the electrical energy generated by a fuel cell in the traction battery.
Zum Laden der Traktionsbatterie sind auf Parkplätzen oftmals Ladesäulen eingerichtet. Beispielsweise wird ein Ladestecker der Ladesäule manuell mit einer Ladedose (Ladesteckdose) des elektrisch angetriebenen Kraftfahrzeugs verbunden.Charging stations are often set up in parking lots to charge the traction battery. For example, a charging plug of the charging station is manually connected to a charging socket (charging socket) of the electrically powered motor vehicle.
Alternativ hierzu sind Vorrichtungen zum automatischen Laden der Traktionsbatterie bekannt. Diese weisen beispielsweise einen am Untergrund stationär angeordneten Roboterarm mit daran befestigtem Ladestecker auf. Dabei wird der Ladestecker anhand des Roboterarms automatisch verfahren und in die Ladedose des Kraftfahrzeugs eingesteckt. Ein solcher Roboterarm weist eine Reichweite auf, innerhalb derer die Ladedose des Kraftfahrzeugs angeordnet sein muss, damit ein automatisches Laden erfolgen kann.Alternatively, devices for automatically charging the traction battery are known. These have, for example, a robot arm which is arranged stationary on the ground and has a charging plug attached to it. The charging plug is automatically moved using the robot arm and plugged into the charging socket of the motor vehicle. Such a robot arm has a range within which the charging socket of the motor vehicle must be arranged so that automatic charging can take place.
Die Ladedosen sind an Kraftfahrzeugen uneinheitlich angeordnet. So ist je nach Modell des Kraftfahrzeugs die Ladedose im Bereich der Front, des Hecks oder an einer (Längs-)Seite angeordnet. Entsprechend der Reichweite des Roboterarms ist es notwendig, dass der Fahrer das Kraftfahrzeug entsprechend orientiert auf dem Stellplatz abstellen muss. So muss der Fahrer beim Abstellen des Kraftfahrzeugs darauf achten, wo die Vorrichtung am Stellplatz angeordnet ist, weshalb ein Komfort des Fahrers vergleichsweise klein ist. Zudem kann ein Ladevorgang nachteilig nicht erfolgen, wenn ein Abstellen des Kraftfahrzeugs mit einer innerhalb der Reichweite des Roboterarms angeordneten Ladedose aufgrund deren Anordnung am Kraftfahrzeug nicht möglich ist.The charging sockets are arranged inconsistently on motor vehicles. Depending on the model of the motor vehicle, the charging socket is arranged in the area of the front, the rear or on a (longitudinal) side. Depending on the range of the robot arm, it is necessary that the driver has to park the motor vehicle in a correspondingly oriented manner on the parking space. Thus, when parking the motor vehicle, the driver must pay attention to where the device is arranged in the parking space, which is why the driver's comfort is comparatively low. In addition, a charging process can disadvantageously not take place if parking the motor vehicle with a charging socket arranged within the range of the robot arm is not possible due to its arrangement on the motor vehicle.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine geeignete Vorrichtung zum automatischen Laden der Traktionsbatterie des angetriebenen Kraftfahrzeugs anzugeben. Insbesondere soll dabei ein Komfort des Nutzers erhöht und ein Laden unabhängig von der Position der Ladedose am Kraftfahrzeug ermöglicht sein. Des Weiteren soll ein Verfahren zum automatischen Laden der Traktionsbatterie des elektrisch angetriebenen Kraftfahrzeugs mittels einer solchen Vorrichtung angegeben werden.The invention is based on the object of specifying a suitable device for automatically charging the traction battery of the driven motor vehicle. In particular, the convenience of the user should be increased and charging should be made possible regardless of the position of the charging socket on the motor vehicle. Furthermore, a method for automatically charging the traction battery of the electrically driven motor vehicle by means of such a device is to be specified.
Bezüglich der Vorrichtung wird die Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 1 erfindungsgemäß gelöst. Hinsichtlich des Verfahrens wird die Aufgabe mit den Merkmalen des Anspruchs 7 erfindungsgemäß gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche. Dabei gelten die Ausführungen im Zusammenhang mit der Vorrichtung sinngemäß auch für das Verfahren und umgekehrt.With regard to the device, the object is achieved according to the invention by the features of claim 1. With regard to the method, the object is achieved according to the invention with the features of claim 7. Advantageous refinements and developments are the subject of the subclaims. The statements in connection with the device also apply accordingly to the method and vice versa.
Die Vorrichtung ist zum automatischen Laden einer Traktionsbatterie eines elektrisch angetriebenen Kraftfahrzeugs vorgesehen und eingerichtet. Hierzu weist die Vorrichtung einen Ladestecker für eine auch als Ladesteckdose bezeichnete Ladedose des elektrisch angetriebenen Kraftfahrzeugs auf. Der Ladestecker ist also mit der Ladedose koppelbar, insbesondere in diese einsteckbar, so dass mittels der Ladedose eine elektrische Verbindung zwischen dem Ladestecker und der Traktionsbatterie herstellbar ist. Zum Laden der Traktionsbatterie wird mittels des Ladesteckers eine Ladespannung bzw. ein Ladestrom bereitgestellt.The device is provided and set up for automatically charging a traction battery of an electrically powered motor vehicle. For this purpose, the device has a charging plug for a charging socket, also referred to as a charging socket, of the electrically driven motor vehicle. The charging plug can therefore be coupled to the charging socket, in particular plugged into it, so that an electrical connection can be established between the charging plug and the traction battery by means of the charging socket. To charge the traction battery, a charging voltage or a charging current is provided by means of the charging plug.
Der Ladestecker ist dabei an einem, besonders bevorzugt als Roboterarm ausgebildeten, Tragarm befestigt. Insbesondere bildet der Ladestecker den Endeffektor des Tragarmes. Allenfalls ist der Ladestecker mittels des Tragarms automatisch verstellbar.The charging plug is attached to a support arm, particularly preferably designed as a robot arm. In particular, the charging plug forms the end effector of the support arm. At most, the charging plug can be adjusted automatically by means of the support arm.
Weiterhin umfasst die Vorrichtung eine erste Führungseinrichtung, entlang welcher der Tragarm (automatisch) verfahrbar ist. Hierzu ist die erste Führungseinrichtung beispielsweise als eine Seilführung oder vorzugsweise als eine Schiene (Gleis) ausgebildet. Allenfalls ist die erste Führungseinrichtung ist zur Anordnung über einer Stellfläche, also über einem Einzelparkplatz, für das elektrisch angetriebene Kraftfahrzeug vorgesehen und eingerichtet.Furthermore, the device comprises a first guide device, along which the support arm can be moved (automatically). For this purpose, the first guide device is designed, for example, as a cable guide or preferably as a rail (track). At most, the first guide device is provided and set up for arrangement over a parking space, that is to say over a single parking space, for the electrically driven motor vehicle.
Im Folgenden wird das elektrisch angetriebene Kraftfahrzeug kurz auch als Kraftfahrzeug oder als Fahrzeug bezeichnet.In the following, the electrically driven motor vehicle is also referred to for short as a motor vehicle or as a vehicle.
Die erste Führungseinrichtung ist weiterhin derart ausgebildet, dass der Ladestecker anhand eines Verfahrens des Tragarms entlang der ersten Führungseinrichtung und/oder anhand eines Verstellens des Ladesteckers mittels des Tragarms zum Verbinden mit der Ladedose entlang des gesamten Umfangs einer Fläche anordenbar, insbesondere kontinuierlich verfahrbar, ist. Die Fläche entspricht dabei einer Stellfläche für das Kraftfahrzeug, insbesondere hinsichtlich der Ausdehnung (Größe).The first guide device is also designed in such a way that the charging plug can be arranged, in particular continuously moved, along the entire circumference of a surface using a movement of the support arm along the first guide device and / or using an adjustment of the charging plug by means of the support arm to connect to the charging socket. The area corresponds to a floor space for the motor vehicle, in particular with regard to the extent (size).
Insbesondere erstreckt sich die, beispielsweise als Schiene oder als Seil ausgebildete, erste Führungseinrichtung derart oberhalb der Fläche, dass der Ladestecker entlang des gesamten Umfangs der Fläche, vorzugsweise über dem gesamten Bereich der Fläche, anordenbar ist.In particular, the first guide device, designed for example as a rail or rope, extends above the surface in such a way that the charging plug can be arranged along the entire circumference of the surface, preferably over the entire area of the surface.
Im Montagezustand der Vorrichtung ist die erste Führungseinrichtung (bezüglich des Untergrunds) über der Stellfläche für das Kraftfahrzeug angeordnet, so dass die Fläche, entlang deren Umfang der Ladestecker anordenbar ist, der Stellfläche entspricht und gegebenenfalls ein auf dem Stellplatz abgestelltes Kraftfahrzeug unterhalb der ersten Führungseinrichtung angeordnet ist. So ist es ermöglicht, dass der Ladestecker umfangsseitig des auf der Stellfläche abgestellten Kraftfahrzeugs kontinuierlich verfahren und in diesem Umfangsbereich beliebig angeordnet werden kann. Vorteilhaft kann infolge dessen der Ladestecker unabhängig von der Position der Ladedose am Kraftfahrzeug und der Position und/oder Orientierung des Kraftfahrzeugs auf der Stellfläche automatisch mit der Ladedose verbunden werden. Somit ist der Ladestecker anhand der ersten Führungseinrichtung derart anordenbar, dass die Ladedose - auch bei einem leicht diagonal auf der Stellfläche abgestellten Kraftfahrzeug - stets in Reichweite des Tragarms ist.When the device is installed, the first guide device (with respect to the ground) is arranged above the parking space for the motor vehicle, so that the area along the circumference of which the charging plug can be arranged corresponds to the parking space and, if necessary, a motor vehicle parked on the parking space is arranged below the first guide device is. It is thus possible for the charging plug to move continuously around the circumference of the motor vehicle parked on the parking space and to be able to be arranged as desired in this circumferential area. As a result, the charging plug can advantageously be automatically connected to the charging socket regardless of the position of the charging socket on the motor vehicle and the position and / or orientation of the motor vehicle on the floor space. The charging plug can thus be arranged using the first guide device in such a way that the charging socket is always within reach of the support arm, even when a motor vehicle is parked slightly diagonally on the parking space.
Im Vergleich zur eingangs genannten Vorrichtung mit einem stationär am Untergrund befestigten Roboterarm, muss sich der Fahrer des Kraftfahrzeugs im Zuge des Abstellens nicht an der Position des Roboterarms orientieren. Ein Komfort für den Fahrer ist somit vorteilhaft erhöht.In comparison to the device mentioned at the beginning with a robot arm fixed to the ground in a stationary manner, the driver of the motor vehicle does not have to orientate himself to the position of the robot arm when parking. A comfort for the driver is thus advantageously increased.
Weiter vorteilhaft ist aufgrund der Anordnung der der ersten Führungseinrichtung über, mit anderen Worten oberhalb, der Stellfläche und oberhalb des darauf abgestellten Kraftfahrzeugs ein Bauraum für den Roboterarm auf dem Untergrund nicht notwendig. Dieser kann für weitere Stellflächen genutzt werden.Due to the arrangement of the first guide device above, in other words above, the floor space and above the motor vehicle parked thereon, installation space for the robot arm on the ground is also advantageously not necessary. This can be used for additional parking spaces.
Geeigneter Weise umfasst die Vorrichtung weiterhin eine Leistungselektronik, welche vorzugsweise oberhalb der ersten Führungseinrichtung angeordnet ist. Somit ist die erste Führungseinrichtung im Montagezustand der Vorrichtung zwischen der Leistungselektronik und der Stellfläche angeordnet. Beispielsweise umfasst die Leistungselektronik einen Wechselrichter, anhand welchem eine vom Stromnetz bereitgestellte Wechselspannung in eine Gleichspannung gewandelt wird.The device also suitably comprises power electronics, which are preferably arranged above the first guide device. Thus, when the device is in the assembled state, the first guide device is arranged between the power electronics and the floor space. For example, the power electronics include an inverter, with the aid of which an alternating voltage provided by the power grid is converted into a direct voltage.
Gemäß einer geeigneten Ausgestaltung bildet die erste Führungseinrichtung einen im Wesentlichen rechteckigen oder im Wesentlichen ellipsenförmigen Verfahrweg für den Tragarm. Mit anderen Worten ist der Verfahrweg des Tragarms im Wesentlichen rechteckig oder ellipsenförmig. Bei der Ausgestaltung der ersten Führungseinrichtung als Seilführung oder als Schiene erstreckt sich das Seil bzw. die Schiene entsprechend im Wesentlichen rechteckig oder im Wesentlichen ellipsenförmig. Die erste Führungseinrichtung bildet in besonders bevorzugter Weise eine geschlossene Kurve, wobei sie im Montagezustand der Vorrichtung zweckmäßig eine Ebene parallel zum Untergrund aufspannt.According to a suitable embodiment, the first guide device forms an essentially rectangular or essentially elliptical travel path for the support arm. In other words, the travel path of the support arm is essentially rectangular or elliptical. When the first guide device is configured as a cable guide or as a rail, the cable or the rail accordingly extends essentially rectangularly or essentially elliptically. The first guide device particularly preferably forms a closed curve, it expediently spanning a plane parallel to the ground when the device is in the assembled state.
Gemäß einer geeigneten Weiterbildung der Vorrichtung weist diese eine optische Erfassungseinheit zum Ermitteln der Position der Ladedose des elektrisch angetriebenen Kraftfahrzeugs relativ zum Ladestecker auf. Zweckmäßigerweise ist die optische Erfassungseinheit als eine Kamera oder als ein Infrarotsensor ausgebildet. Die optische Erfassungseinheit ist dabei zweckmäßigerweise am Tragarm befestigt, insbesondere im Bereich des Ladesteckers. Folglich ist eine vergleichsweise präzise Erfassung der Position der Ladedose ermöglicht. Alternativ ist optische Erfassungseinheit am Tragarm im Bereich der ersten Führungseinrichtung angeordnet. Dann ist ein Erfassen eins Hindernisses bei Verfahren des Tragarms entlang der ersten Führungseinrichtung und/oder beim Verstellen des Ladesteckers mittels des Tragarms vergleichsweise einfach.According to a suitable development of the device, it has an optical detection unit for determining the position of the charging socket of the electrically driven motor vehicle relative to the charging plug. The optical detection unit is expediently designed as a camera or as an infrared sensor. The optical detection unit is expediently attached to the support arm, in particular in the area of the charging plug. As a result, a comparatively precise detection of the position of the charging socket is made possible. Alternatively, the optical detection unit is arranged on the support arm in the area of the first guide device. Detection of an obstacle is then comparatively simple when the support arm is moved along the first guide device and / or when the charging plug is adjusted by means of the support arm.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung weist die Vorrichtung eine lineare zweite Führungseinrichtung auf, entlang welcher die erste Führungseinrichtung und somit auch der Tragarm mit dem Ladestecker verfahrbar sind. Insbesondere ist die zweite Führungseinrichtung zur Anordnung im Montagezustand oberhalb der ersten Führungseinrichtung vorgesehen.According to an advantageous development, the device has a linear second guide device, along which the first guide device and thus also the support arm with the charging plug can be moved. In particular, the second guide device is intended to be arranged above the first guide device in the assembled state.
Die zweite Führungseinrichtung erstreckt sich zweckmäßiger Weise linear über eine Reihe von Stellflächen (Einzelparkplätzen) eines Parkplatzes. Infolge dessen ist die erste Führungsreinrichtung und somit auch der Tragarm mit dem Ladestecker oberhalb mehrerer Stellflächen anordenbar, so dass nach beenden des Ladevorgangs der Traktionsbatterie eines ersten Kraftfahrzeugs die Traktionsbatterie eines zweiten Kraftfahrzeugs geladen werden kann, auch wenn das erste Kraftfahrzeug nach Beendigung des Ladevorgang auf dessen Stellfläche weiterparkt. Beispielsweise wird die zweite Führungseinrichtung an einer Decke eines Parkhauses montiert. Die erste und die zweite Vorrichtung werden dabei zweckmäßigerweise derart beabstandet zum Untergrund angeordnet, dass eine Kollision der Vorrichtung mit einem Kraftfahrzeug nicht möglich ist.The second guide device expediently extends linearly over a number of parking spaces (individual parking spaces) of a parking lot. As a result, the first guide device and thus also the support arm with the charging plug can be arranged above several parking spaces, so that after the charging process of the traction battery of a first motor vehicle has ended, the traction battery of a second motor vehicle can be charged, even if the first motor vehicle is on its after the end of the charging process Parking space further. For example, the second guide device is on mounted on a ceiling of a parking garage. The first and the second device are expediently arranged at such a distance from the ground that a collision of the device with a motor vehicle is not possible.
Beispielsweise teilen sich mehrere Vorrichtungen eine gemeinsame zweite Führung, so dass die Traktionsbatterien mehrere Kraftfahrzeuge, welche in der Reihe von Stellflächen abgestellt sind, gleichzeitig geladen werden können.For example, several devices share a common second guide so that the traction batteries of several motor vehicles that are parked in the row of parking spaces can be charged at the same time.
Die zweite Führungseinrichtung ist dabei beispielweise ebenfalls als eine Seilführung oder als eine Schiene ausgebildet.The second guide device is also designed, for example, as a cable guide or as a rail.
Gemäß einer zweckmäßigen Ausgestaltung ist der Ladestecker mittels des Tragarms mit mindestens sechs Freiheitsgraden verstellbar. So kann der Ladestecker in drei zueinander senkrecht orientierten Raumrichtungen verfahren werden (translatorische Freiheitsgrande) und bezüglich dieser drei Raumrichtungen jeweils rotiert werden (rotatorischen Freiheitsgrade).According to an expedient embodiment, the charging plug can be adjusted with at least six degrees of freedom by means of the support arm. The charging plug can thus be moved in three spatial directions oriented perpendicular to one another (translational degrees of freedom) and rotated with respect to these three spatial directions (rotational degrees of freedom).
Auf diese Weise ist der Ladestecker frei orientierbar. Folglich ist auch eine Ladedose, welche geneigt gegen Untergrund angeordnet ist, mit dem Ladestecker verbindbar.In this way, the charging plug can be freely oriented. Consequently, a charging socket which is arranged inclined to the ground can also be connected to the charging plug.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung weist die Vorrichtung eine Kommunikationseinrichtung auf, welche der drahtlosen Kommunikation mit einem Steuergerät des elektrisch angetriebenen Kraftfahrzeugs dient. Auf diese Weise können bereits vor dem Verbinden des Ladesteckers mit der Ladedose Daten und/oder Signale zwischen dem Steuergerät des Kraftfahrzeugs und der Kommunikationseinrichtung der Vorrichtung ausgetauscht werden. Insbesondere können somit Daten von der Vorrichtung empfangen und ausgewertet werden, welche die Position der Ladedose repräsentiert, so dass zum Verbinden des Ladesteckers mit der Ladedose ein vergleichsweise schnelles und zielgerichtetes Verfahren des Tragarms entlang der ersten Führungseinrichtung und/oder Verstellen des Ladesteckers mittels des Tragarms ermöglicht ist. Beispielswiese ist zusätzlich ein Signal an das Steuergerät des Kraftfahrzeugs ausgebbar, welches ein automatisches Öffnen einer Schutzklappe der Ladedose bewirkt, so dass der Fahrer auch hierfür nicht tätig werden muss.According to an advantageous embodiment, the device has a communication device which is used for wireless communication with a control device of the electrically driven motor vehicle. In this way, data and / or signals can be exchanged between the control unit of the motor vehicle and the communication device of the device before the charging plug is connected to the charging socket. In particular, data can thus be received and evaluated by the device, which represents the position of the charging socket, so that a comparatively quick and targeted movement of the support arm along the first guide device and / or adjustment of the charging plug by means of the support arm enables the charging plug to be connected to the charging socket is. For example, a signal can also be output to the control unit of the motor vehicle, which signal causes a protective flap of the charging socket to open automatically, so that the driver does not have to act for this either.
Geeigneter Weise weist die Kommunikationseinrichtung hierzu eine Infrarot- oder eine Bluetooth- Schnittstelle auf.For this purpose, the communication device suitably has an infrared or a Bluetooth interface.
Gemäß einem Verfahren zum automatischen Laden der Traktionsbatterie eines auf einer Stellfläche abgestellten elektrisch angetriebenen Kraftfahrzeugs mittels der Vorrichtung in einer der oben dargestellten Varianten, wird der Tragarm im Bereich des Umfangs der Stellfläche und somit um Bereich des Umfangs des Kraftfahrzeugs automatisch verfahren.According to a method for automatically charging the traction battery of an electrically powered motor vehicle parked on a parking space by means of the device in one of the variants shown above, the support arm is automatically moved in the area of the perimeter of the floor space and thus around the perimeter of the motor vehicle.
Dabei werden mittels der optischen Erfassungseinheit Bilddaten des Kraftfahrzeugs aufgenommen und anhand dieser eine Position der Ladedose des elektrisch angetriebenen Kraftfahrzeugs ermittelt wird. Beispielsweise ist die ungefähre Position dabei bereits anhand einer drahtlosen Kommunikation zwischen der Kommunikationseinrichtung und dem Steuergerät bekannt und folglich die Ermittlung der (exakten) Position der Ladedose unterstützt.Image data of the motor vehicle are recorded by means of the optical detection unit and a position of the charging socket of the electrically driven motor vehicle is determined on the basis of this. For example, the approximate position is already known on the basis of wireless communication between the communication device and the control device and consequently the determination of the (exact) position of the charging socket is supported.
Darauf folgend wird der der Ladestecker automatisch in die Ladedose eingesteckt, und ein Ladestrom zum Laden der Traktionsbatterie des elektrisch angetriebenen Kraftfahrzeugs (4) bereitgestellt.The charging plug is then automatically plugged into the charging socket and a charging current is provided for charging the traction battery of the electrically driven motor vehicle (4).
Gemäß einer zweckmäßigen Ausgestaltung des Verfahrens wird zum Einstecken des Ladesteckers in die Ladedose eine Repräsentation der Ladedose anhand von mittels der optischen Erfassungseinheit erfassten Bilddaten erzeugt. Insbesondere wird eine sogenannte Punkt-basierte Repräsentation der Ladedose und gegebenenfalls eines Hindernisses erzeugt, bei welcher die Ladedose bzw. das Hindernis anhand einzelner Punkte dargestellt werden. Hierzu werden die Bilddaten hinsichtlich charakteristische Merkmale der Ladedose, beispielsweise eine relative Anordnung von Teilen der Ladedose, die Position, der Größe, die Form der Ladedose oder eines Teils dessen und alternativ oder zusätzlich die Position, der Größe, die Form und/oder eine relative Position einer im Bereich der Ladedose angebrachten Markierung und ausgewertet.According to an expedient embodiment of the method, in order to insert the charging plug into the charging socket, a representation of the charging socket is generated on the basis of image data recorded by means of the optical detection unit. In particular, a so-called point-based representation of the charging socket and possibly an obstacle is generated, in which the charging socket or the obstacle are represented using individual points. For this purpose, the image data with regard to characteristic features of the charging socket, for example a relative arrangement of parts of the charging socket, the position, the size, the shape of the charging socket or a part thereof and, alternatively or additionally, the position, the size, the shape and / or a relative Position of a marking attached in the area of the charging socket and evaluated.
Ein Verstell- oder Verfahrweg des Ladesteckers zum Verbinden mit der Ladedose wird dabei anhand der Repräsentation bestimmt.An adjustment or travel path of the charging plug for connecting to the charging socket is determined on the basis of the representation.
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen:
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1 schematisch in einer perspektivischen Ansicht ein auf einer Stellfläche angestelltes elektrisch angetriebenes Kraftfahrzeug, dessen Traktionsbatterie automatisch mittels einer Vorrichtung geladen wird, wobei ein Ladestecker der Vorrichtung an einem Tragarm befestigt ist, und wobei der Tragarm entlang einer als Schienen ausgebildeten ersten Führungseinrichtung verfahrbar ist, welche oberhalb des elektrisch angetriebenen Kraftfahrzeugs angeordnet sind und welche im Wesentlichen rechteckförmig verlaufen, -
2 schematisch die Vorrichtung in einer Draufsicht, wobei die erste Führungseirichtung anhand einer zweiten Führungseinrichtung linear über einer Reihe mehrerer Stellplätze verfahrbar ist, und -
3 in einem Flussdiagram einen Verfahrensablauf zum automatischen Laden einer Traktionsbatterie eines elektrisch angetriebenen Kraftfahrzeugs mittels der Vorrichtung.
-
1 schematically in a perspective view an electrically driven motor vehicle parked on a parking space, the traction battery of which is automatically charged by means of a device, a charging plug of the device being attached to a support arm, and wherein the support arm can be moved along a first guide device designed as rails, which is above of the electrically powered motor vehicle are arranged and which are essentially rectangular, -
2 schematically, the device in a plan view, the first guide direction using a second guide device can be moved linearly over a row of several parking spaces, and -
3 in a flow diagram a method sequence for automatically charging a traction battery of an electrically driven motor vehicle by means of the device.
Einander entsprechende Teile und Größen sind in allen Figuren stets mit gleichen Bezugszeichen versehen.Corresponding parts and sizes are always provided with the same reference symbols in all figures.
In
Des Weiteren ist in der
Der Tragarm
Zudem ist der Tragarm
Zusammenfassend bilden die Schienen einen im Wesentlichen rechteckigen Verfahrweg für den Tragarm
Die Vorrichtung
In nicht weiter dargestellter Weise weist der Ladestecker
Die Kommunikationseinrichtung
In der
Wie weiterhin insbesondere in der
Die erste Führungseinrichtung
Die zweite Führungseinrichtung
Zum Zwecke einer besseren Übersichtlichkeit ist in der
Die Vorrichtung
Die Leistungselektronik
Das in der
Hierbei wird in einem ersten Schritt
Währenddessen werden mittels der optischen Erfassungseinheit
In Abhängigkeit des Ergebnisses der Auswertung wird in einem Schritt
Die Ansteuerung des Tragarms
Die Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Vielmehr können auch andere Varianten der Erfindung vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Gegenstand der Erfindung zu verlassen. Insbesondere sind ferner alle im Zusammenhang mit den Ausführungsbeispielen beschriebenen Einzelmerkmale auch auf andere Weise miteinander kombinierbar, ohne den Gegenstand der Erfindung zu verlassen.The invention is not restricted to the exemplary embodiments described above. Rather, other variants of the invention can also be derived therefrom by the person skilled in the art without departing from the subject matter of the invention. In particular, all of the individual features described in connection with the exemplary embodiments can also be combined with one another in other ways without departing from the subject matter of the invention.
BezugszeichenlisteList of reference symbols
- 22
- Stellfläche für ein KraftfahrzeugParking space for a motor vehicle
- 44th
- elektrisch angetriebenes Kraftfahrzeugelectrically powered motor vehicle
- 66th
- TraktionsbatterieTraction battery
- 88th
- Steuergerät des elektrisch angetriebenen KraftfahrzeugsControl unit of the electrically powered motor vehicle
- 1010
- Ladedose des elektrisch angetriebenen KraftfahrzeugsCharging socket of the electrically powered motor vehicle
- 1212th
- Vorrichtungcontraption
- 1414th
- LadesteckerCharging plug
- 1616
- TragarmBeam
- 16'16 '
- ArmabschnittArm section
- 1818th
- erste Führungseinrichtungfirst guide device
-
20, 20' Rolle 2220, 20 '
roll 22 - optische Erfassungseinheitoptical detection unit
- 2424
- BilddatenImage data
- 2626th
- KommunikationseinrichtungCommunication facility
- 2828
- zweite Führungseinrichtungsecond guide device
- 3030th
- TraggestellSupport frame
- 3232
- LeistungselektronikPower electronics
- 3434
- Stromkabel Power cord
- II.
- Verfahren des Tragarms und Erfassen der LadedoseMoving the support arm and grasping the charging socket
- IIII
- Erstellen einer Repräsentation und Ermitteln eines VerstellwegsCreation of a representation and determination of an adjustment path
- IIIIII
- Verbinden des Ladesteckers mit der LadedoseConnect the charging plug to the charging socket
- IVIV
- Bereitstellen eines LadestromsProviding a charging current
- V1V1
- Verfahrrichtung entlang der ersten FührungseinrichtungDirection of travel along the first guide device
- V2V2
- Verfahrrichtung entlang der zweiten FührungseinrichtungDirection of travel along the second guide device
Claims (8)
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---|---|---|---|
DE102020200292.4A DE102020200292B4 (en) | 2020-01-13 | 2020-01-13 | Device and method for automatically charging an electrically powered motor vehicle |
Applications Claiming Priority (1)
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DE102020200292.4A DE102020200292B4 (en) | 2020-01-13 | 2020-01-13 | Device and method for automatically charging an electrically powered motor vehicle |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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DE102020200292A1 true DE102020200292A1 (en) | 2021-07-15 |
DE102020200292B4 DE102020200292B4 (en) | 2022-01-27 |
Family
ID=76542541
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---|---|---|---|
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Country Status (1)
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN115246333A (en) * | 2022-09-26 | 2022-10-28 | 国网浙江省电力有限公司宁波供电公司 | Parking charging management method and charging station |
Citations (2)
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US20140354229A1 (en) * | 2013-05-31 | 2014-12-04 | GM Global Technology Operations LLC | Electric vehicle charging station |
WO2019172207A1 (en) * | 2018-03-07 | 2019-09-12 | 本田技研工業株式会社 | Power receiving/supplying device |
-
2020
- 2020-01-13 DE DE102020200292.4A patent/DE102020200292B4/en active Active
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CN115246333A (en) * | 2022-09-26 | 2022-10-28 | 国网浙江省电力有限公司宁波供电公司 | Parking charging management method and charging station |
CN115246333B (en) * | 2022-09-26 | 2023-01-17 | 国网浙江省电力有限公司宁波供电公司 | Parking charging management method and charging station |
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DE102020200292B4 (en) | 2022-01-27 |
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