EP3140150A1 - Fahrzeugladestation mit einer auf einem ausleger angebrachten speise-kontaktvorrichtung - Google Patents

Fahrzeugladestation mit einer auf einem ausleger angebrachten speise-kontaktvorrichtung

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EP3140150A1
EP3140150A1 EP15732590.3A EP15732590A EP3140150A1 EP 3140150 A1 EP3140150 A1 EP 3140150A1 EP 15732590 A EP15732590 A EP 15732590A EP 3140150 A1 EP3140150 A1 EP 3140150A1
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EP
European Patent Office
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vehicle
contact device
charging station
contact
feed
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP15732590.3A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Florian BÜHS
Andre Rompe
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Siemens Mobility GmbH
Original Assignee
Siemens AG
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Filing date
Publication date
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Withdrawn legal-status Critical Current

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    • Y02T90/14—Plug-in electric vehicles

Definitions

  • Vehicle loading station with a mounted on a boom food contact device
  • the invention generally relates to the technical field of electric vehicles, in particular a vehicle charging station and a method for charging an energy store in an electric vehicle.
  • Battery-powered transport systems known, for example from DE 24 05 198. Recently, all-electric buses are used, the entire energy needs is covered by the entrained battery system. For example, today in the city of Vienna such full electric buses are operated, the drive power completely from several entrained lithium ferrite batteries with a total capacity of about 100kWh refer, which are partially housed at the roof or at the rear of the vehicle. These are reloaded
  • Electric bus provided pantograph extended and brought into contact with a catenary above the electric bus. Before starting the journey, the contact with the catenary network is again separated by a manual switching action.
  • Pantograph including lever or lowering device must be carried by the vehicle, and wherein the charging process is largely automated.
  • the object is achieved by a vehicle charging station for charging an energy store of a battery-operated vehicle, in particular an electric bus or a
  • a hybrid vehicle wherein the vehicle is parked in a predefined parking position during the charging process, and comprises:
  • a base which is arranged in the vicinity of the predefined parking position
  • Longitudinal extension extends and rotatably mounted at one end in a base arranged on the pivot and by means of a
  • Rotary drive is rotationally driven
  • Linear guide mounted on the first member and is movable by means of a linear drive in the direction of the longitudinal extent, wherein the remote from the linear guide end of the second Link is connected to a feed contact device,
  • control unit which controls the rotary drive and the linear drive so that the feed contact device from a rest position to a working position in which a
  • the object is also achieved by a method for charging the energy storage in a battery-powered vehicle, in particular an electric bus or hybrid vehicle, wherein the vehicle for the purpose of loading in a predefined
  • Parking position parks with a vehicle charging station comprising: a. a base located near the predefined parking position;
  • Linear guide mounted on the first member and by means of a linear drive in the direction of
  • Longitudinal extension is movable, wherein the remote from the linear guide end of the second member is connected to a feed-contact device; e. a control unit which controls the rotary drive and the linear drive, characterized by the method step
  • An embodiment of the vehicle charging station may be preferred, in which the food contact device is designed such that it corresponds with corresponding contact strips of a
  • Recording contact device cooperates, which are arranged in the plane of the vehicle roof or in a plane parallel thereto.
  • the vehicle-side contact device may be integrated in the plane of the roof or a side wall and then requires only minor changes to the
  • the individual contact strips of the receiving contact device are arranged either in the direction of the longitudinal extension of the vehicle or transversely to the longitudinal extension of the vehicle.
  • the requirement for positioning accuracy is Direction of travel, in the second case, transverse to the direction of travel less.
  • the movement of the individual members of the boom takes place in a working or pivoting plane, which is aligned approximately transversely to the direction of the longitudinal extent of the parked vehicle.
  • the relative position between base and vehicle can be determined thereby easier.
  • Figure 1 shows a vehicle loading station with a boom, which is formed of two movable in a linear extension direction members, shown in a schematic side view;
  • Figure 3 is a plan view of the vehicle roof, with a
  • Figure 4 is a plan view of the vehicle roof, with a
  • Recording contact device which consists of three transverse to the direction of contact strips.
  • FIG. 1 shows in a simplified representation a
  • Vehicle loading station 1 with a boom 6, with two movable in a linear extension direction members 4, 5. In the vicinity of the charging station 1 is located in a
  • the charging station 1 consists essentially of a base 2, and the boom 6, which carries at a remote from the base 2 end of a feed-contact device 8.
  • the charging station 1 is arranged at the edge of the roadway 21 in the vicinity of the parking position 20 (FIG. 2) of the vehicle 10.
  • the food contact device 8 is above the vehicle roof 13.
  • the individual contacts of the feed contact device 8 are de-energized in this rest position, but with a not shown in Figure 1
  • the boom 6 consists of a first elongated member 4 and a second elongate member 5.
  • the first member 4 is similar to a pivot arm and is end in a hinge 3, which is arranged on the base 2 at a height 14 to the roadway 11, rotatably mounted. By means of a rotary drive 31, the first member 4 in the direction of the double arrow 18 is rotatable. In his away from the hinge 3
  • Section is arranged on the first member 4, a linear guide 22, in which the second elongated member 5 of the boom 6 is mounted linearly movable.
  • a linear drive 41 moves the second member 5 in the direction of the longitudinal extent of the boom 6, which is indicated by the double arrow 19 in Figure 1.
  • the second member 5 carries the food contact device 8, which is electrically connected to a power supply network.
  • Spend (loading position) is pivoted by means of the rotary drive 31 of the boom 6 to the vehicle 10 (in Figure 1 clockwise) and this synchronously or asynchronously by means of the linear drive 21 so moves that contacts the feed contact device 8 corresponding contacts of the receiving contact device 9 contact.
  • a arranged in the base 2 control unit 15 controls the rotary drive 31 and the linear drive 41. The movement, the feed contact device 8 from a rest position to a working position and back, is controlled by the control unit 15 automatically.
  • the vehicle 10 is in a parking position 20. To the one for the contact
  • a vehicle position detection device 16 is provided in the base 2, which the lateral distance (y direction) between the base 2 and the vehicle 10 and optionally the vehicle position in the direction of travel (x direction ) and supplies this information to the control unit 15.
  • the rotary joint 3 is located at a height 14 of the carriageway 11. The distance 14 (z-direction) between the
  • Swivel joint 3 and the roadway 11 is adjustable by means of a linear drive not shown in Figure 1.
  • Figure 1 the distance 14 between the carriageway 11 and
  • connection between the food contact device 8 and the second member 5 of the boom 6 can be done as shown in Figure 1 by a further rotary joint 7.
  • the rotary joint 7 is driven by a rotary drive 71.
  • FIG. 2 shows a plan view of the vehicle charging station 1 in a working or operating position, in which the contact between the vehicle 10 and the charging station is established.
  • the parking position 20 is indicated by markings.
  • the receiving contact device 9 is formed by three elongate contact strips (plus, minus, ground), which are mounted parallel to each other and in the direction of the longitudinal extent of the vehicle 10 on the vehicle roof 13 fixed.
  • the receiving contact device 9 is not in the middle, but on a base 2 facing the roof half of the vehicle 10.
  • the boom 6 but also in the situation by suitable control of the drives 31, 41, 71 and a left of the edge of the road 21 parked vehicle 10 to load.
  • the rotary drive 31 is pivoted counterclockwise, with a corresponding direction of rotation of the rotary drive 71 to the left.
  • the linear actuator 41 takes into account again exact lateral distance 12 between vehicle 10 and base 2.
  • the drives 31 and 71 are designed as electrical position actuators.
  • the linear drive 41 is also a
  • the drives 31, 41, 71 are operated pneumatically or hydraulically.
  • the individual contact elements of the food contact device 8 may for example consist of metal brushes, which are biased by a spring.
  • the individual contact elements of the receiving contact device 9 are formed in the form of strips or metal plates and in a contact plate, which consists of an electrical
  • Insulator is made, embedded.
  • the embedding in the contact plate can be done so that the metal plate protrude slightly from the plate surface.
  • a significant advantage of the invention is the fact that on the vehicle roof, a pantograph with moving parts is no longer required. This saves weight and is easy to maintain.
  • a further advantage is that the docking of the feed contact device 8 with the pick-and-place contact device is automatically controlled by the control device 15 as soon as the vehicle is in the correct parking position.
  • the boom 6 may have a plurality of linearly movably guided members.
  • a plurality of arms 6 are arranged on a base 2, which are each provided with a feed contact device.
  • the fixed attachment of the receiving contact device 9 on the vehicle 10 may be flush with the vehicle silhouette, or in a plane which is parallel with respect to the vehicle roof or the vehicle side wall.

Landscapes

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Abstract

Fahrzeugladestation zum Laden eines Energiespeichers (17) eines batteriebetriebenen Fahrzeugs (10), insbesondere ein Elektrobus oder ein Hybridfahrzeug, wobei sich das Fahrzeug (10) während des Ladevorgangs in einer vordefinierten Parkposition (20) parkt, umfassend: a) eine Basis (2), die in der Nähe der vordefinierten Parkposition (20) angeordnet ist; b) einen Ausleger (6); i) mit einem ersten Glied (4), welches sich in einer Längserstreckung erstreckt und an einem Ende in einem an der Basis (2) angeordneten Drehgelenk (3) drehbar gelagert und mittels eines Drehantriebs (31) drehangetrieben ist, ii) mit einem zweiten Glied (5), welches in einer Linearführung (22) am ersten Glied (4) gelagert und mittels eines Linearantriebs (41) in Richtung der Längserstreckung bewegbar ist, wobei das von der Linearführung (22) abgewandte Ende des zweiten Gliedes (5) mit einer Speise-Kontaktvorrichtung (8) verbunden ist, iii) eine Steuereinheit (15), welche den Drehantrieb (31) und den Linearantrieb (41) so steuert, dass die Speise-Kontaktvorrichtung (8) aus einer Ruhestellung in eine Arbeitsstellung, in welcher ein elektrischer Kontakt zwischen der Speise-Kontaktvorrichtung (8) und einer bezüglich des Fahrzeugs (10) ortsfest angeordneten Aufnahme-Kontaktvorrichtung (9) hergestellt ist, und zurück verstellbar ist.

Description

Beschreibung
Fahrzeugladestation mit einer auf einem Ausleger angebrachten Speise-Kontaktvorrichtung
Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft allgemein das technische Gebiet von Elektrofahrzeugen, insbesondere eine Fahrzeugladestation und ein Verfahren zum Laden eines Energiespeichers in einem Elektrofahrzeug .
Stand der Technik
Im öffentlichen Nahverkehr sind seit langem
batteriebetriebene Transportsysteme bekannt, beispielsweise aus DE 24 05 198. Neuerdings werden vollelektrische Busse eingesetzt, deren gesamter Energiebedarf über das mitgeführte Batteriesystem abgedeckt wird. Beispielsweise werden heute im Stadtgebiet Wiens derartige Vollelektrobusse betrieben, die ihre Antriebsleistung vollständig aus mehreren mitgeführten Lithium-Ferrit-Batterien mit einer Gesamtkapazität von etwa 100kWh beziehen, die teilweise am Dach bzw. am Heck des Fahrzeugs untergebracht sind. Nachgeladen werden diese
Batterien innerhalb von etwa 15 Minuten während der
Betriebszeit jeweils in einer Endstation der Buslinie und über Nacht, wenn der Elektrobusse nicht in Betrieb ist. Zum Laden wird per Knopfdruck ein am Fahrzeugdach des
Elektrobusses vorgesehener Stromabnehmer ausgefahren und mit einem Fahrleitungsnetz oberhalb des Elektrobusses in Kontakt gebracht. Vor Antritt der Fahrt wird wieder durch eine manuelle Schalthandlung der Kontakt mit dem Fahrleitungsnetz getrennt .
Von Nachteil ist dabei, dass der Stromabnehmer samt der Hebebzw. Absenkvorrichtung auf dem Fahrzeugdach mitgeführt wird. Dies erfordert zusätzliche Antriebsenergie und verringert die Nutzlast des Fahrzeugs. Außerdem besteht die Hebe- bzw.
Absenkvorrichtung aus mehreren bewegten Teilen und ist samt Antrieb auf dem Dach der Witterung ausgesetzt und damit störanfällig. Der Aufbau des ausfahrbaren Stromabnehmers auf dem Fahrzeugdach verringert außerdem die Durchfahrtshöhe des Elektrobusses. Für den Ladevorgang sind manuelle
Schalthandlungen erforderlich, was unerwünscht ist.
Darstellung der Erfindung
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung die vorstehend genannten Nachteile zu vermeiden und einen Ansatz zu
schaffen, so dass das Laden des Energiespeichers eines batteriebetriebenen Fahrzeugs möglich ist, ohne dass ein
Stromabnehmer samt Hebel- bzw. Absenkvorrichtung vom Fahrzeug mitgeführt werden muss, und wobei der Ladevorgang weitgehend automatisierbar ist. Die Lösung der Aufgabe erfolgt durch eine Fahrzeugladestation zum Laden eines Energiespeichers eines batteriebetriebenen Fahrzeugs, insbesondere ein Elektrobus oder ein
Hybridfahrzeug, wobei das Fahrzeug während des Ladevorgangs in einer vordefinierten Parkposition parkt, und folgendes aufweist:
a) eine Basis, die in der Nähe der vordefinierten Parkposition angeordnet ist;
b) einen Ausleger
i. mit einem ersten Glied, welches sich in einer
Längserstreckung erstreckt und an einem Ende in einem an der Basis angeordneten Drehgelenk drehbar gelagert und mittels eines
Drehantriebs drehangetrieben ist,
ii . mit einem zweiten Glied, welches in einer
Linearführung am ersten Glied gelagert und mittels eines Linearantriebs in Richtung der Längserstreckung bewegbar ist, wobei das von der Linearführung abgewandte Ende des zweiten Gliedes mit einer Speise-Kontaktvorrichtung verbunden ist,
eine Steuereinheit, welche den Drehantrieb und den Linearantrieb so steuert, dass die Speise- Kontaktvorrichtung aus einer Ruhestellung in eine Arbeitsstellung, in welcher ein
elektrischer Kontakt zwischen der Speise- Kontaktvorrichtung und einer bezüglich des Fahrzeugs ortsfest angeordneten Aufnahme- Kontaktvorrichtung hergestellt ist, und zurück verstellbar ist.
Gelöst wird die Aufgabe auch durch ein Verfahren zum Laden des Energiespeichers in einem batteriebetriebenen Fahrzeug insbesondere einem Elektrobus oder Hybridfahrzeug, wobei das Fahrzeug zum Zweck des Ladens in einer vordefinierten
Parkposition parkt mit einer Fahrzeugladestation, umfassend: a. eine Basis die in der Nähe der vordefinierten Parkposition angeordnet ist;
b. einen Ausleger,
c. mit einem ersten Glied, welches sich in einer Längserstreckung erstreckt und an einem Ende in einem an der Basis angeordneten Drehgelenk drehbar gelagert und mittels eines Drehantriebs
drehangetrieben ist;
d. mit einem zweiten Glied, welches in einer
Linearführung am ersten Glied gelagert und mittels eines Linearantriebs in Richtung der
Längserstreckung bewegbar ist, wobei das von der Linearführung abgewandte Ende des zweiten Gliedes mit einer Speise-Kontaktvorrichtung verbunden ist; e. eine Steuereinheit, welche den Drehantrieb und den Linearantrieb steuert, gekennzeichnet durch den Verfahrensschritt
f. Verbringen der Speise-Kontaktvorrichtung aus einer Ruhestellung, in welcher die Kontakte der Speise- Kontaktvorrichtung stromlos sind, in eine
Arbeitsstellung, in welcher ein elektrischer
Kontakt zwischen der Speise-Kontaktvorrichtung und einer am Fahrzeug vorgesehenen und bezüglich des Fahrzeugs ortsfest angeordneten Aufnahme-
Kontaktvorrichtung hergestellt ist und der Energiespeicher geladen wird.
Vorteilhafte Ausgestaltungen, Aspekte und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen, der Beschreibung und der beigefügten Zeichnung.
Der Lösungsansatz basiert darauf, dass der elektrische
Kontakt für den Ladevorgang durch einen stationsseitigen Ausleger hergestellt wird. Fahrzeugseitig sind keine
beweglichen Kontakte mehr vonnöten. Durch den Wegfall eines am Fahrzeugdach mitgeführten Stromabnehmers samt Antrieben verringern sich das Fahrzeuggewicht und auch die
Durchfahrtshöhe. Da am Fahrzeug keine beweglichen Teile mehr vorhanden sind, gibt es auch keine durch Verschleiß oder Umwelteinflüsse hervorgerufene Störung.
Bevorzugt kann eine Ausführung der Fahrzeugladestation sein, bei der die Speise-Kontaktvorrichtung so ausgebildet ist, dass sie mit korrespondierenden Kontaktstreifen einer
Aufnahme-Kontaktvorrichtung zusammenwirkt, die in der Ebene des Fahrzeugdachs oder in einer hierzu parallelen Ebene angeordnet sind. Die fahrzeugseitige Kontaktvorrichtung kann in der Ebene des Daches oder einer Seitenwand integriert sein und erfordert dann nur geringe Änderungen an der
Fahrzeugsilhouette .
Es kann vorteilhaft sein, wenn die einzelnen Kontaktstreifen der Aufnahme-Kontaktvorrichtung entweder in Richtung der Längserstreckung des Fahrzeugs oder quer zur Längserstreckung des Fahrzeugs angeordnet sind. Im erstgenannten Fall ist die Anforderung hinsichtlich der Positionier-Genauigkeit in Fahrtrichtung, im zweitgenannten Fall quer zur Fahrtrichtung geringer .
Wenn die Verbindung zwischen dem zweiten Glied des Auslegers und der Speise-Kontaktvorrichtung mittels eines von einem Drehantrieb angetriebenen Drehgelenks hergestellt ist, kann ein unsymmetrischer Beladungszustand des Fahrzeugs, bei dem das Fahrzeug um seine Längsachse geneigt ist, besser
ausgeglichen werden.
Es kann günstig sein, wenn mittels der Antriebe die Bewegung der einzelnen Glieder des Auslegers in einer Arbeits- oder Schwenkebene erfolgt, welche etwa quer zur Richtung der Längserstreckung des parkenden Fahrzeugs ausgerichtet ist. Die Relativposition zwischen Basis und Fahrzeug lässt sich dadurch einfacher ermitteln.
Kurzbeschreibung der Zeichnung
Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird im nachfolgenden Teil der Beschreibung auf Zeichnungen Bezug genommen, aus denen weitere vorteilhafte Ausgestaltungen, Einzelheiten und Weiterbildungen der Erfindung anhand eines nicht
einschränkenden Ausführungsbeispiels zu entnehmen sind.
Es zeigen:
Figur 1 eine Fahrzeugladestation mit einem Ausleger, der aus zwei in einer linearen Erstreckungsrichtung beweglichen Gliedern gebildet ist, dargestellt in einer schematischen Seitenansicht;
Figur 2 Figur 1 in einer Draufsicht;
Figur 3 eine Draufsicht auf das Fahrzeugdach, mit einer
Aufnahme-Kontaktvorrichtung, die aus drei in Fahrtrichtung angeordneten Kontaktstreifen besteht; Figur 4 eine Draufsicht auf das Fahrzeugdach, mit einer
Aufnahme-Kontaktvorrichtung, die aus drei quer zur Fahrtrichtung angeordneten Kontaktstreifen besteht.
Ausführung der Erfindung Figur 1 zeigt in einer vereinfachten Darstellung eine
Fahrzeugladestation 1 mit einem Ausleger 6, mit zwei in einer linearen Erstreckungsrichtung beweglichen Gliedern 4, 5. In der Nähe der Ladestation 1 befindet sich ein in einer
Parkposition parkendes Fahrzeug 10, ein Vollelektrobus, dessen gesamter Energiebedarf über eine mitgeführte Batterie 17 gedeckt wird. Die Ladestation 1 besteht im Wesentlichen aus einer Basis 2, und dem Ausleger 6, der an einem von der Basis 2 abgewandten Ende eine Speise-Kontaktvorrichtung 8 trägt. Die Ladestation 1 ist am Fahrbahnrand 21 ortsfest in der Nähe der Parkposition 20 (Figur 2) des Fahrzeugs 10 angeordnet. In der in Figur 1 dargestellten Ruheposition, befindet sich die Speise-Kontaktvorrichtung 8 oberhalb des Fahrzeugdachs 13. Die einzelnen Kontakte der Speise- Kontaktvorrichtung 8 sind in dieser Ruheposition stromlos, aber mit einem in Figur 1 nicht näher dargestellten
Speisenetz verbindbar bzw. verbunden. Um den im Fahrzeug 10 untergebrachten Energiespeicher 17 zu laden, muss die Speise- Kontaktvorrichtung 8 in Richtung auf das Fahrzeug 10 zubewegt werden, d.h. im dargestellten Beispiel der Figur 1 zu der auf dem Dach 13 fixierten und mit dem Energiespeicher 17
elektrisch verbundenen Aufnahme-Kontaktvorrichtung 9
geschwenkt werden. Bevor dieser durch Antriebe gesteuerte Bewegungsablauf im Einzelnen erläutert wird, werden die einzelnen Komponenten der Fahrzeugladestation 1 beschrieben.
Der Ausleger 6 besteht aus einem ersten länglichen Glied 4 und einem zweiten länglichen Glied 5. Das erste Glied 4 ähnelt einem Schwenkarm und ist endseitig in einem Drehgelenk 3, das an der Basis 2 in einer Höhe 14 zur Fahrbahn 11 angeordnet ist, drehbar gelagert. Mittels eines Drehantriebs 31 ist das erste Glied 4 in Richtung des Doppelpfeils 18 drehbeweglich. In seinem vom Drehgelenk 3 abgewandten
Abschnitt ist am ersten Glied 4 eine Linearführung 22 angeordnet, in welcher das zweite längliche Glied 5 des Auslegers 6 lineare beweglich gelagert ist. Ein Linearantrieb 41 bewegt das zweite Glied 5 in Richtung der Längserstreckung des Auslegers 6, was mit dem Doppelpfeil 19 in Figur 1 angedeutet ist. An seinem von der Basis 2 abgewandten Ende trägt das zweite Glied 5 die Speise-Kontaktvorrichtung 8, die elektrisch mit einem Energieversorgungsnetz verbunden ist.
Um nun die Speise-Kontaktvorrichtung 8 aus der in Figur 1 dargestellten Ruhestellung in eine Arbeitsstellung
(Ladestellung) zu verbringen, wird mittels des Drehantrieb 31 der Ausleger 6 zum Fahrzeug 10 geschwenkt (in Figur 1 im Uhrzeigersinn) und hierzu synchron oder asynchron mittels des Linearantriebs 21 so bewegt, dass Kontakte der Speise- Kontaktvorrichtung 8 korrespondierende Kontakte der Aufnahme- Kontaktvorrichtung 9 kontaktieren. Eine in der Basis 2 angeordnete Steuereinheit 15 steuert dabei den Drehantrieb 31 und den Linearantrieb 41. Der Bewegungsablauf, der Speise-Kontaktvorrichtung 8 aus einer Ruhestellung in eine Arbeitsstellung und zurück, erfolgt gesteuert von der Steuereinheit 15 automatisch.
Wie bereits gesagt, befindet sich das Fahrzeug 10 in einer Parkposition 20. Um die für die Kontaktherstellung
erforderliche exakte Position des Fahrzeugs 10 zu ermitteln, ist in der Basis 2 eine Fahrzeug-Position- Erfassungseinrichtung 16 vorgesehen, welche den seitlichen Abstand (y-Richtung) zwischen der Basis 2 und dem Fahrzeug 10 und gegebenenfalls die Fahrzeugposition in Fahrtrichtung (x- Richtung) ermittelt und diese Information der Steuereinheit 15 zuleitet. Das Drehgelenk 3 befindet sich in einer Höhe 14 von der Fahrbahn 11. Der Abstand 14 (z-Richtung) zwischen dem
Drehgelenk 3 und der Fahrbahn 11 ist mittels eines in Figur 1 nicht näher dargestellten Linearantriebs verstellbar. In Figur 1 ist der Abstand 14 zwischen Fahrbahn 11 und
Drehgelenk 3 etwas größer als der Abstand zwischen
Fahrzeugdach 13 und Fahrbahn 11.
Die Verbindung zwischen der Speise-Kontaktvorrichtung 8 und dem zweiten Glied 5 des Auslegers 6 kann wie in Figur 1 dargestellt durch ein weiteres Drehgelenk 7 erfolgen. Das Drehgelenk 7 ist von einem Drehantrieb 71 angetrieben.
Dadurch ist es möglich, beim Absenken auf das Fahrzeugdach 13 die einzelnen Kontakte der Kontaktvorrichtung 8 genau auf korrespondierende Kontakte der Kontaktvorrichtung 9
auszurichten .
Die Figur 2 zeigt eine Draufsicht auf die Fahrzeugladestation 1 in einer Arbeits- oder Betriebsstellung, in welcher der Kontakt zwischen Fahrzeug 10 und Ladestation hergestellt ist. In Figur 2 ist die Parkposition 20 durch Markierungen angedeutet .
Die Aufnahme-Kontaktvorrichtung 9 wird durch drei längliche Kontaktstreifen (plus, minus, Masse) gebildet, die parallel zueinander und in Richtung der Längserstreckung des Fahrzeugs 10 auf dem Fahrzeugdach 13 ortsfest montiert sind.
In Figur 2 befindet sich die Aufnahme-Kontaktvorrichtung 9 nicht in der Mitte, sondern auf einer der Basis 2 zugewandten Dachhälfte des Fahrzeugs 10. Wie aus der Darstellung der Figur 1 hervorgeht, ist der Ausleger 6 aber auch in der Lage durch geeignete Ansteuerung der Antriebe 31, 41, 71 auch ein links vom Fahrbahnrand 21 parkendes Fahrzeug 10 zu laden. Hierfür wird der Drehantrieb 31 entgegen dem Uhrzeigersinn geschwenkt, mit entsprechender Drehrichtung des Drehantriebs 71 nach links. Der Linearantrieb 41 berücksichtigt wieder den exakten lateralen Abstand 12 zwischen Fahrzeug 10 und Basis 2.
Die Antriebe 31 und 71 sind als elektrische Positionsantriebe ausgebildet. Der Linearantrieb 41 ist ebenfalls ein
elektrischer Positionsantrieb in Verbindung mit einem
Getriebe. Es ist aber auch möglich, dass die Antriebe 31, 41,71 pneumatisch oder hydraulisch betrieben werden. Die einzelnen Kontaktelemente der Speise-Kontaktvorrichtung 8 können beispielsweise aus Metallbürsten bestehen, die mittels einer Feder vorgespannt sind.
Die einzelnen Kontaktelemente der Aufnahme-Kontaktvorrichtung 9 sind in Form von Streifen oder Metallplättchen ausgebildet und in einer Kontaktplatte, die aus einem elektrischen
Isolator hergestellt ist, eingebettet. Die Einbettung in der Kontaktplatte kann so erfolgen, dass die Metallplättchen von der Plattenfläche etwas vorstehen.
Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung ist darin zu sehen, dass auf dem Fahrzeugdach ein Stromabnehmer mit bewegten Teilen nicht mehr erforderlich ist. Dies spart Gewicht und ist wartungsfreundlich.
Ein weiterer Vorteil ist der, dass das Andocken der Speise- Kontaktvorrichtung 8 mit der Aufnahme-Kontaktvorrichtung von der Steuereinrichtung 15 gesteuert automatisch abläuft, sobald sich das Fahrzeug in der richtigen Parkposition befindet.
Obwohl die Erfindung ging Detail durch die vorstehenden bevorzugten Ausführungsbeispiel näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt. Andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen. So ist selbstverständlich die Anzahl der Kontakte nicht auf drei beschränkt und kann mehrere Kontakte umfassen.
Der Ausleger 6 kann mehrere linear beweglich geführte Glieder aufweisen .
Denkbar ist auch, dass an einer Basis 2 mehrere Ausleger 6 angeordnet sind, die jeweils mit einer Speise- Kontaktvorrichtung versehen sind.
Die ortsfeste Anbringung der Aufnahme-Kontaktvorrichtung 9 am Fahrzeug 10 kann bündig mit der Fahrzeugsilhouette sein, oder in einer Ebene, die bezüglich des Fahrzeugdachs bzw. der Fahrzeugseitenwand parallel verläuft.
Selbstverständlich können die als rechteckförmig
dargestellten Kontakte auch eine andere geometrische Form aufweisen
Zusammenstellung der verwendeten Bezugszeichen
1 Fahrzeugladestation
2 Basis
3 erstes Drehgelenk
4 erstes Glied
5 zweites Glied
6 Ausleger
7 zweites Drehgelenk
8 Speise-KontaktVorrichtung
9 Aufnahme-Kontaktvorriehtung
10 Fahrzeug
11 Fahrbahn
12 Abstand zwischen 2 und 10
13 Fahrzeugdach
14 Abstand
15 Steuereinheit
16 Fahrzeug-Position-Erfassungseinrichtung
17 Energiespeicher, Batterie
18 Pfeil (Schwenkbewegung)
19 Pfeil (Linearbewegung)
20 Parkposition
21 Fahrbahnrand
22 Linearführung
erster Drehantrieb
Linearantrieb
zweiter Drehantrieb

Claims

Patentansprüche
Fahrzeugladestation zum Laden eines Energiespeichers (17) eines batteriebetriebenen Fahrzeugs (10),
insbesondere ein Elektrobus oder ein Hybridfahrzeug, wobei sich das Fahrzeug (10) während des Ladevorgangs in einer vordefinierten Parkposition (20) parkt, umfassend: a) eine Basis (2), die in der Nähe der
vordefinierten Parkposition (20) angeordnet ist; b) einen Ausleger (6)
i. mit einem ersten Glied (4), welches sich in einer Längserstreckung erstreckt und an einem Ende in einem an der Basis (2) angeordneten Drehgelenk (3) drehbar gelagert und mittels eines Drehantriebs (31) drehangetrieben ist, ii . mit einem zweiten Glied (5), welches in einer Linearführung (22) am ersten Glied (4) gelagert und mittels eines Linearantriebs (41) in Richtung der Längserstreckung bewegbar ist, wobei das von der Linearführung (22)
abgewandte Ende des zweiten Gliedes (5) mit einer Speise-Kontaktvorrichtung (8) verbunden ist,
iii . eine Steuereinheit (15), welche den
Drehantrieb (31) und den Linearantrieb (41) so steuert, dass die Speise-Kontaktvorrichtung
(8) aus einer Ruhestellung in eine
Arbeitsstellung, in welcher ein elektrischer Kontakt zwischen der Speise-Kontaktvorrichtung
(8) und einer bezüglich des Fahrzeugs (10) ortsfest angeordneten Aufnahme- Kontaktvorrichtung (9) hergestellt ist, und zurück verstellbar ist.
2. Fahrzeugladestation nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, dass die Speise-Kontaktvorrichtung (8) dazu eingerichtet ist, mit Kontaktstreifen der Aufnahme- Kontaktvorrichtung (9), die in der Ebene des
Fahrzeugdachs (13) oder einer Seitenwand des Fahrzeugs (10) oder in einer hierzu parallelen Ebene angeordnet ist, einen elektrischen Kontakt herzustellen.
Fahrzeugladestation nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, dass die Speise-Kontaktvorrichtung (8) dazu eingerichtet ist, einen elektrischen Kontakt mit Kontaktstreifen der Aufnahme-Kontaktvorrichtung (9) herzustellen, die entweder in Längserstreckung des Fahrzeugs (10) oder quer zur Längserstreckung des
Fahrzeugs (10) angeordnet sind.
. Fahrzeugladestation nach einem der Ansprüche 1-3,
dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung zwischen zweiten Glied (5) der Speise-Kontaktvorrichtung (8) mittels eines zweiten Drehgelenks (7) hergestellt ist 5. Fahrzeugladestation nach Anspruch 4, dadurch
gekennzeichnet, dass das zweite Drehgelenk (7) von einem Drehantrieb (71) angetrieben ist.
Fahrzeugladestation nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, dass mittels der Antriebe (31,41) die Bewegung der einzelnen Glieder (5,6) in einer
Arbeitsebene erfolgt, welche etwa quer zur Richtung der Längserstreckung des parkenden Fahrzeugs (10)
ausgerichtet ist.
Fahrzeugladestation nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, dass das Drehgelenk 3 in einem Abstand 14 von der Fahrbahn 11 angeordnet ist, der größer ist, als der Abstand zwischen Fahrzeugdach 13 un Fahrbahn 11.
Verfahren zum Laden des Energiespeichers (17) m einem batteriebetriebenen Fahrzeug (10) insbesondere einem Elektrobus oder Hybridfahrzeug, wobei das Fahrzeug zum Zweck des Ladens in einer vordefinierten Parkposition (20) parkt mit einer Fahrzeugladestation (1), umfassend: a. eine Basis (2) die in der Nähe der vordefinierten Parkposition (20) angeordnet ist;
b. einen Ausleger (6), mit einem ersten Glied (4),
welches sich in einer Längserstreckung erstreckt und an einem Ende in einem an der Basis (2) angeordneten Drehgelenk (3) drehbar gelagert und mittels eines Drehantriebs (31) drehangetrieben ist;
c. mit einem zweiten Glied (5), welches in einer
Linearführung (22) am ersten Glied (4) gelagert und mittels eines Linearantriebs (41) in Richtung der Längserstreckung bewegbar ist, wobei das von der Linearführung (22) abgewandte Ende des zweiten Gliedes (5) mit einer Speise-Kontaktvorrichtung (8) verbunden ist;
d. eine Steuereinheit (15), welche den Drehantrieb
(31) und den Linearantrieb (41) so steuert,
gekennzeichnet durch den Verfahrensschritt
e . Verbringen der Speise-Kontaktvorrichtung (8) aus einer Ruhestellung, in welcher die Kontakte der Speise-Kontaktvorrichtung (8) stromlos sind, in eine Arbeitsstellung, in welcher ein elektrischer Kontakt zwischen der Speise-Kontaktvorrichtung (8) und einer am Fahrzeug (10) vorgesehenen und bezüglich des Fahrzeugs (10) ortsfest angeordneten Aufnahme-Kontaktvorrichtung (9) hergestellt ist und der Energiespeicher (17) geladen wird.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass beim Verbringen der Speise-Kontaktvorrichtung (8) von der Ruhestellung in die Arbeitsstellung die einzelnen Glieder (4,5) in einer Schwenkebene bewegt werden, die im wesentlichen quer zur Längserstreckung des parkenden Fahrzeugs (10) verläuft.
10. Batteriebetriebenes, nicht schienengebundenes Fahrzeug (10) mit einer Aufnahme-Kontaktvorrichtung (9) die auf dem Fahrzeugdach (13) oder an einer Seitenwand des Fahrzeugs (10) ortsfest angebracht ist und zumindest zwei längliche Kontaktelemente aufweist, die entweder in Richtung der Längserstreckung des Fahrzeugs (10) oder quer zur Längserstreckung des Fahrzeugs (10) angeordnet sind .
11. Fahrzeug nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktelemente in der Ebene des Fahrzeugdachs (13) oder einer Seitenwand des Fahrzeugs (10) oder in einer jeweils hierzu parallelen Ebene angeordnet sind.
12. Fahrzeug nach Anspruch 10 oder 11, dadurch
gekennzeichnet, dass die Kontaktelemente der Aufnahme- Kontaktvorrichtung (9) zumindest teilweise in einem Isolationsteil eingebettet sind.
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