WO2020058525A1 - Charging device for charging an electric vehicle - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a charging device for charging an electric vehicle at a charging station, which in particular enables automatic charging or an automatic connection of the electric vehicle to a charging station.
- Charging electric vehicle batteries which are provided to supply the electric drive of the electric vehicle, when the energy stored in the battery is running low.
- the number of kilometers corresponds to the need for more or less frequent charging of the electric vehicle.
- the charging of the batteries is achieved by the electric vehicle being parked on a charging station or a wall box and then the user establishing a connection between the charging station or the wall box and the electric vehicle by manually inserting an appropriate charging cable. Then the actual loading process can be started.
- the ranges that can be achieved with a battery charge are often still lower than the ranges that can be achieved with a tank filling of a conventional vehicle with an internal combustion engine, so that the resultant need for more frequent charging can be regarded as a loss of convenience for the consumer.
- DE 10 2016 008 982 A1 discloses a charging arrangement for automatically charging an electrical energy store in a motor vehicle, in which a contact element of a charging station arranged under the motor vehicle is raised substantially perpendicular to the underbody of the motor vehicle correctly positioned above it, thereby contacting one corresponding socket provided in the underbody of the motor vehicle is made possible.
- DE 10 2014 226 371 A1 discloses a charging station for charging an energy store in a vehicle, in which contact is also made with the energy store in the motor vehicle by moving a contact head into a charging socket arranged in the underbody of a vehicle in that the movement is vertical to the level formed by the sub-floor.
- a charging device for charging a traction battery of an electric vehicle comprising a floor unit which is designed and set up to be arranged in the area of a roadway for the electric vehicle and to provide a charging current, further comprising a vehicle unit which is designed and set up for this is to be arranged in the underbody of the electric vehicle and which is connected to the traction battery for supplying a charging current, and further comprising one
- Coupling device which is designed and set up, the floor unit and To electrically couple the vehicle unit for transmitting a charging current to one another.
- the coupling device is designed and set up so that the coupling by a relative movement of the floor unit and the vehicle unit in
- the coupling device is set up in such a way that the floor unit is coupled to the vehicle unit by a relative movement of the floor unit relative to the vehicle unit in the vehicle longitudinal direction, contact can be made during the regular process of parking or parking an electric vehicle which is moving in its vehicle longitudinal direction getting produced.
- Coupling device possible which, due to the reduced need for movements, can be made simpler than 3D robot arms or other contacting devices known from the prior art.
- Relative movement in the longitudinal direction of the vehicle is possible to provide the contacts in the floor unit or in the vehicle unit and in the coupling device in an orientation which essentially runs in the plane of the vehicle underbody.
- the contacts can be made less susceptible to the stresses occurring in the vehicle underbody or less sensitive to being driven over or entering an arrangement on the floor.
- the coupling device is accommodated in the vehicle unit, the coupling device having a coupling contact and being designed and set up to couple the coupling contact to a coupling device
- the coupling device is provided in the vehicle unit, it also follows that no moving parts have to be provided in the floor unit, so that the floor unit can be made particularly robust and inexpensive. This is important, for example, if the floor unit is also to be provided in publicly accessible areas, for example in parking bays on the roadside. Accordingly, it is possible that the base unit can then be provided in a variety of ways due to the robust and cost-effective design, and accordingly an almost area-wide charging structure that enables automated charging of the electric vehicle is conceivable.
- the coupling device can preferably comprise a coupling arm which is designed and set up to lower the coupling contact and to couple it to the ground contact region of the ground unit, the coupling arm preferably being designed to be elastic in the transverse direction of the vehicle. In this way, reliable contacting can be achieved.
- the floor unit has a floor contact area which is designed and set up with a coupling contact
- Ground contact area is preferably formed in the form of a contact rail.
- a particularly robust production of the contact can be achieved by the formation of the ground contact area.
- the floor unit particularly preferably has a catch area which is designed and set up to conduct a coupling contact of the coupling device such that it enters the ground contact area in the longitudinal direction of the vehicle when there is a relative movement between the floor unit and the vehicle unit. This can be a reliable one even with an offset
- the coupling device can be accommodated in the base unit, the coupling device then having a coupling contact and being designed and set up to raise the coupling contact for coupling to a vehicle contact area of the vehicle unit. It will be an alternative, reliable and simple automatic Contacting possible, in which the floor unit does not have to be arranged under the vehicle, but can also be positioned in front of or behind the vehicle.
- the coupling device preferably comprises a displacement arm which is designed and set up to move the coupling contact in the vehicle longitudinal direction and the
- the design of the displacement arm enables a mechanically robust, inexpensive and reliable design of the coupling device.
- Cleaning device which prior to actually establishing the contact between the floor unit and the vehicle unit, a cleaning of the respective floor contact areas or vehicle contact areas or coupling contact is carried out.
- cleaning can be achieved by providing a strong air flow, providing mechanical cleaning devices such as a brushing device or applying a corresponding water surge or water jet or by previously penetrating the respective contact areas using a cleaning mask.
- a communication device for establishing communication between the floor unit and the vehicle unit can be provided, which for example is a
- Positioning of both the electric vehicle and the contacting device allows.
- an actuation of the cleaning device and / or the covering device and / or the coupling device can be controlled accordingly via a communication which detects the approach of the electric vehicle or the vehicle unit to the floor unit.
- the coupling contacts can be brought closer to the ground contact area and / or to the vehicle contact area when the vehicle unit is at a certain distance from the floor unit.
- a cover device for covering the ground contact area and / or for is preferred
- Figure 1 is a schematic representation of the loading device with a floor unit
- Figure 2 is a schematic plan view of a floor unit
- Figure 3 is a schematic side view of the vehicle unit in combination with the
- FIG. 4 shows a schematic, perspective illustration of the vehicle unit, the floor unit and the coupling device during the process of connecting the vehicle unit to the floor unit;
- Figure 5 is a schematic, perspective view of the connection process in a further embodiment, in which a slight offset between the base unit and the
- Vehicle unit is present
- FIG. 6 shows a schematic side view of a loading device in a further embodiment, in which the coupling device is provided in the base unit;
- FIG. 7 is a schematic plan view of the loading device according to Figure 6, which with the
- Figure 8 is a schematic side view of the embodiment shown in Figures 6 and 7;
- Figure 9 is a schematic representation of the connection process between the vehicle unit and the contacting device of the floor unit in a further embodiment;
- Figure 10 is a schematic bottom view of the floor unit and the vehicle unit and the coupling device accommodated in the floor unit in a schematic representation, wherein the coupling device is still completely accommodated in the floor unit and, accordingly, a charging process has not yet begun;
- Figure 1 1 is a schematic representation of Figure 10, but now with the extended
- Coupling device which electrically connects the floor unit to the vehicle unit.
- FIG. 1 schematically shows a charging device 1, by means of which an electric vehicle 100, also shown schematically, or a traction battery 110 accommodated in the electric vehicle 100 for providing energy for driving an electric drive can be charged.
- the charging device 1 comprises a floor unit 2, which is arranged in the region of the roadway traveled by the electric vehicle 100 to be charged.
- the floor unit 2 can accordingly be provided, for example, in the area of a garage floor, a street, a parking bay, a parking space in a parking garage, etc.
- the floor unit 2 is designed such that the electric vehicle 100 can drive over it without the electric vehicle 100 or the floor unit 2 being damaged thereby. In other words, the floor unit 2 builds completely in each of them
- Electric vehicle 100 is not so high that the floor unit 2 with the Underbody 120 of the electric vehicle 100 would collide.
- the floor unit 2 is designed and set up to provide a charging current for charging the electric vehicle.
- the floor unit 2 can comprise a charging unit 200, which is correspondingly connected to a power supply or another energy supply, and which provides a charging current for charging the electric vehicle 100 or the traction battery 110 of the electric vehicle 100 on the floor unit 2.
- the loading unit 200 for example - as in a conventional wall box or
- Charging station also - one or more of the voltage regulator, rectifier,
- Charging control communication unit, display for communicating the state of charge, fuse elements such as fuses, residual current circuit breakers or other fuse devices can be provided.
- the charging unit 200 is provided in the form of a so-called wall box 210, which is correspondingly arranged on a wall, for example a garage or a wall delimiting a parking space.
- the charging unit 200 can also be in a for example on the roadside or on the edge of a
- Parking space or a parking bay arranged charging station can be provided.
- the charging unit 200 can also be completely integrated into the base unit 2, so that the base unit 2 provides a self-contained unit for providing, controlling and securing the charging current.
- the base unit 2 can be designed in such a way that it only has to be connected to a power grid.
- assemblies of the loading unit 200 are provided in the base unit 2 and other assemblies of the loading unit 200 are provided in a wall box 210 arranged at a distance therefrom.
- the charging device 1 further comprises a vehicle unit 3 arranged in the underbody 120 of the electric vehicle 100, which is provided in the area of the underbody 120 of the electric vehicle 100.
- the vehicle unit 3 stands with the traction battery 110 of the electric vehicle 100 in communication and enables the traction battery 110 of the electric vehicle 100 to be charged when the vehicle unit 3 is in electrical contact with the floor unit 2 and a charging current is released.
- the vehicle unit 3 can provide a charging control for the traction battery 110 of the electric vehicle 100, so that only an electrical connection has to be established between the floor unit 2 of the vehicle unit 3, a charging current has to be released by the floor unit 2 and the actual charging process of the traction battery 110 then of the
- Vehicle unit 3 is controlled.
- the vehicle unit 3 can, however, also only be one of the floor unit 3
- the vehicle unit 3 can either take over the charge control completely, or be provided only for contacting the traction battery 110, or fill in between stages between these two states and, for example, only charge current limitation
- a coupling device 4 is provided, by means of which an electrical coupling between the floor unit 2 and the vehicle unit 3 can be established.
- the coupling device 4 is in the exemplary embodiment shown in FIG.
- Vehicle unit 3 is arranged such that a coupling contact 40 of the coupling device 4 is automatically lowered by the vehicle unit 3 when the vehicle unit 3 approaches the floor unit 2 to such an extent that the coupling contact 40 is brought into contact with a ground contact area 20 of the floor unit 2 when the vehicle unit 3 is moved relative to the base unit 2 in the direction of the vehicle longitudinal direction x.
- Vehicle longitudinal direction x a contact of the coupling contact 40 with the
- Ground contact area 20 of the floor unit 2 takes place.
- the movement of the electric car 100 guides the coupling contact 40 and the ground contact area 20 through the resulting relative movement between the
- Vehicle unit 3 and the floor unit 2 together so that an electrical connection between 2 and the vehicle unit 3 is established.
- the ground contact area 20 is in the form of a rail and is partially covered or tunnel-shaped, so that the coupling contact 40 of the coupling device 4 can be inserted into the rail forming the ground contact area 20 by the movement of the electric vehicle 100 and in this way an electrical connection between the
- the base unit 2 and the electric vehicle 100 can be manufactured.
- the base unit 2 is further formed with a catch area 22 which is funnel-shaped and by means of which it is possible to couple the coupling contact 40 which strikes the base unit 2 in the longitudinal direction of the vehicle along appropriately designed guide surfaces 24 along the guide surfaces 24 into the ground contact region 20 to conduct when the coupling contact 40 is moved essentially by the movement of the floor unit 2 to the vehicle unit 3 by the movement of the electric vehicle 100 in the direction of the ground contact area 20.
- the capture angle FW enclosed by the guide surfaces 24 can have an opening in the range from 60 ° to 150 °, preferably at an angle between 90 ° to 130 °, particularly preferably at an angle of 120 °.
- the floor unit 2 can, as is immediately apparent from FIG. 2, be made very flat and very robust, so that it can also be driven over by an electric vehicle 100 or another vehicle, and driving on the tires of the respective vehicle also does not lead to one Damage.
- the floor unit 2 is designed in such a way that its surfaces 26, which are visible in FIG.
- the surfaces 26 can be roof-shaped, so that water, dirt or foreign objects possibly striking the floor unit 2 can slide off or drain off and at the same time the potential for damage when driving over the floor unit 2 with a vehicle remains low.
- the floor unit 2 can be largely passive and can be formed only from the body forming the floor unit 2, the catch area 22, the guide surfaces 24 and the floor contact area 22. None of the parts mentioned is designed to be movable.
- a cleaning device 5, indicated only schematically, is preferably provided, by means of which the catch area 22 and the ground contact area 20 can be kept clean.
- the cleaning device 5 can be designed, for example, in the form of a blower, which provides a directed air flow which ensures that the catching area 22 and the
- Ground contact area 20 are blown free from objects lying on it.
- the cleaning device 5 can also be provided by providing brush devices, mechanical pushing devices or other mechanical cleaning devices, which can be provided for cleaning the catch area 22 and / or the ground contact area 20.
- a covering device 7 is provided, which can then be guided over the relevant areas.
- a covering device 8 is provided, which can then be guided over the relevant areas and accordingly closes the coupling device 4 in regular ferry operation.
- the floor unit 2 can also be a Communication module 60 include, which can establish a communication connection to the vehicle unit 3, which is also provided with a communication module 62, for example by means of a radio connection, for example by means of Bluetooth.
- a Communication module 60 can establish a communication connection to the vehicle unit 3, which is also provided with a communication module 62, for example by means of a radio connection, for example by means of Bluetooth.
- the vehicle unit 3 can on the one hand recognize when it has to extend the coupling device 4 downwards, that is to say a sufficiently small approach between the vehicle unit 3 and the floor unit 2 has taken place.
- the communication device 60, 62 can also inform the controller of the electric vehicle 100 in such a way that the last short piece of movement of the electric vehicle 100 for connecting the coupling contact 40 of the coupling device 4 to the ground contact area 20 is largely automated.
- driving of the electric vehicle 100 in the vehicle longitudinal direction X can also be controlled particularly preferably via the communication device 60, 62, in order in this way to enable automatic insertion and complete electrical connection of the coupling contact 40 to the ground contact area 20.
- the communication device can also comprise, for example, light-emitting diodes which are arranged in predetermined areas of the base unit 2, in order to correspondingly when the vehicle unit 3 approaches in the electric vehicle 100 or in the vehicle unit 3
- FIG. 3 shows in a side view once again the movement of the coupling contact 40 in the vehicle longitudinal direction x, the coupling contact 40 being held on the vehicle unit 3 via the coupling device 4 and which has moved out of the vehicle unit 3.
- the coupling contact 40 when moving in the direction of the base unit 2, first strikes the catch area 22, and is then fed through the guide surfaces 24 to the ground contact area 20 and inserted therein, in order in this way to make electrical contact between the
- FIGS. 4 and 5 the insertion of the coupling contact 40 into the ground contact region 20 is shown once again in a schematic perspective illustration.
- the Coupling contact 40 has not been moved into the base unit 2 exactly centered, but is centered in the catch area 22 along the guide surfaces 24 and then guided accordingly in the direction of the bottom contact area 20.
- a coupling arm 48 of the coupling device 4 which serves to lower the coupling contact 40, is preferably designed to be elastic in the transverse direction of the vehicle, so that lateral displacement of the coupling contact 40 by the guide surfaces 24 is easily possible.
- the covering device 7 of the floor unit 2 is opened by means of a communication process.
- the cover device 7 is opened by a motor installed in the base unit 2 for actuating the cover device 7. Simultaneously or following the opening, the floor contact area 20 of the base unit 2 can be cleaned.
- the electric vehicle 100 is manually driven to the floor unit 2.
- the catch area 22 for the coupling contact 40 located on the floor unit 2 is preferably at least 50 cm wide, so that a connection can also be established in the event of an offset between the vehicle unit 3 and the floor unit 2.
- the coupling arm 48 is rotatably and movably supported both at the upper and at the lower end, so that the coupling contact 40 can align itself over the floor unit 2 when the electric vehicle 100 is rotated or when it is not driven straight in.
- the coupling contact 40 is located with an offset above the catch area 22, this is correctly aligned by the travel movement in the catch area 22. At this point in time, the driving speed is already automatically electronically reduced by an interplay of the communication devices 60, 62.
- the coupling contact 40 is then with the ground contact area 20 by the other
- the system is designed so that it is still possible to continue up to 50 cm after the first contact in order to avoid tearing off the coupling device.
- the electric vehicle is preferably automatically braked electrically.
- the electric vehicle Before the charging process begins, the electric vehicle is first electronically secured against moving away.
- the vehicle unit 3 receives the approval that the charging may be activated. At this moment, charging communication is also activated and the charging process proceeds as usual.
- the charging process is either ended automatically when the full charge is reached or by a command specified manually by the driver.
- the supply of electricity is interrupted and the charging lines are isolated. Since the physical connection between the vehicle unit 3 and the floor unit 2 continues to exist, the charging process could theoretically be reactivated. At the same time, the traction battery 110 of the electric vehicle is also available as a decentralized energy store during this time.
- the communication device 60, 62 can take on the following functions: connection establishment / start charging process
- the communication modules 60, 62 - for example Bluetooth modules - are activated and are continuously in the search mode. As soon as the electric vehicle 100 with the built-in vehicle unit 3 is about 10 m
- the Bluetooth connection between the two units is automatically established. If the driver does not wish to charge automatically, there is still the option to deactivate the automatic charging. Then the registration of the vehicle unit 3 on the floor unit 2 is automatically established via the existing Bluetooth connection.
- 2 LEDs can light up in the floor unit in order to guide the driver to “his” floor unit 2 if there are several floor units 2 in the Area there.
- the corresponding cover flaps open and expose the floor unit 2 and vehicle unit 3 so that a coupling device 4 can carry out a coupling.
- a light sensor can be activated in the vehicle unit 3, which searches for the illuminated LEDs of the floor unit 2 in order to then be able to establish an electrical connection in the manner described above.
- the charging process is interrupted as soon as the driver sends the command to the electric vehicle 100. (e.g. by double pressing on the radio remote control). At the same moment, the LEDs of the base unit 2 are operated again.
- the vehicle unit 3 thus opens the physical communication contacts via the electrical contact, as a result of which the charging process is ended. As soon as the end of the charging process has been recognized by the vehicle unit 3, the electric vehicle 100 becomes again
- the coupling device 4 can retract the coupling contact again.
- FIG. 6 to 11 show a further exemplary embodiment of the charging device 1, wherein here too an electric vehicle 100, which has a traction battery 110, is to be automatically coupled to a charging unit 200.
- the charging device 1 in turn comprises a vehicle unit 3 which is arranged in the underbody area 120 of the electric vehicle 100 and which at least enables the traction battery 110 to be contacted in order to enable the traction battery 110 to be correspondingly charged when connected to the charging unit 200.
- a floor unit 2 is also provided, by means of which a
- Coupling device 4 an electrical contact between the floor unit 2 and the vehicle unit 3 can be made.
- a vehicle contact area 30 is provided in the vehicle unit 3, in which a coupling contact 40 of the coupling device 4 by a
- Relative movement between vehicle unit 3 and floor unit 2 can be introduced.
- the base unit 2 including the coupling device 4 is shown again in a top view in FIG. 7 and in a side view in FIG.
- the coupling device 4 of the base unit 2 comprises a scissor-shaped one
- Displacement arm 42 which can move a holding platform 44 in the vehicle longitudinal direction X, a further scissor-shaped lifting arm 46 being provided on the holding platform 44, by means of which the coupling contact 40 can be raised.
- the coupling contact 40 can by means of the scissors-shaped displacement arm 42
- Holding platform 44 can be positioned in the longitudinal direction x of the vehicle relative to the vehicle unit 3, and by appropriately lifting the coupling contact 40 by means of the lifting arm 46, the coupling contact 40 can be introduced into the vehicle contact area 30.
- the vehicle contact area 30, together with the vehicle unit 3, is shown again in FIG. 9.
- a catch area 32 is provided on the vehicle contact area 30, which enables the coupling contact 40 to be inserted and caught when it is raised by the lifting arm 46 starting from the holding platform 44.
- the catch area can also be guiding surfaces 34 have.
- a movement of the coupling contact 40 in the vehicle longitudinal direction X can then take place through the scissor-shaped displacement arm 42, in order in this way to enable the coupling contact 40 to be introduced into the vehicle contact area 30.
- FIGS. 10 and 11 the floor unit 2 and the vehicle unit 3 are shown again in the two possible end positions, namely in FIG.
- Figure 1 shows the floor unit 2 with an extended displacement arm 42, which has moved the holding platform 44 into a position such that the coupling contact 40 is inserted into the vehicle contact area 30 of the vehicle unit 3 by means of the lifting arm 46.
- the floor unit 2 was aligned once in the garage and the driver was parked
- Electric vehicle 100 as usual.
- Positioning lighting is then activated on the vehicle unit 3 and can be evaluated by the floor unit 2.
- the positioning lighting is provided with individual LEDs, which show the position of the vehicle contact area 30.
- the base unit 2 is able to align the coupling contact 40 under the vehicle until the coupling contact 40 is located under a catch area 32 of the vehicle contact area 30. Then the coupling contact 40 is applied by the lifting arm 46 to the catch area 32 and the displacement arm 42 pulls the coupling contact 40 in the longitudinal direction of the vehicle and is guided through guide surfaces 34 into the vehicle contact area 30 for establishing an electrical connection.
- the loading process is started in the following.
- the charging process can be started by
- Vehicle unit 3 are released.
- the charging communication is also enabled and activated.
- the charging process then proceeds as usual.
- the two scissor arms can be switched freely during the loading process, so that the vehicle can be loaded and unloaded even during the loading process.
- the loading process is ended by user input or automatically.
- the electrical connection between the vehicle unit 3 and the floor unit 2 is interrupted at this moment and thus also the charging communication is interrupted.
- the scissor arms are then reactivated and the coupling contact 40 is moved out of the vehicle contact area 30 by moving the displacement arm 42 in the longitudinal direction of the vehicle.
- the scissor arms are then retracted again and the electric vehicle is not released until the scissor arms have been completely retracted into the base unit 2.
Landscapes
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- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
Abstract
The invention relates to a charging device (1) for charging a traction battery (110) of an electric vehicle (100), comprising a base unit (2) which is designed and equipped to be arranged in the region of a lane for the electric vehicle (100) and provide a charging current. The charging device additionally comprises a vehicle unit (3) which is designed and equipped to be arranged in the underbody (120) of the electric vehicle (100) and which is connected to the traction battery (110) in order to supply a charging current. The charging device also comprises a coupling device (4) which is designed and equipped to automatically couple together the base unit (2) and the vehicle unit (3) in order to transmit a charging current, wherein the coupling device (4) is designed and equipped such that the coupling process is achieved by a relative movement between the base unit (2) and the vehicle unit (3) in the longitudinal direction of the vehicle.
Description
Ladevorrichtung zum Laden eines Elektrofahrzeugs Charging device for charging an electric vehicle
Technisches Gebiet Technical field
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Ladevorrichtung zum Laden eines Elektrofahrzeugs an einer Ladestation, welche insbesondere ein automatisches Laden beziehungsweise ein automatisches Verbinden des Elektrofahrzeugs mit einer Ladestation ermöglicht. The present invention relates to a charging device for charging an electric vehicle at a charging station, which in particular enables automatic charging or an automatic connection of the electric vehicle to a charging station.
Stand der Technik Bei der Verwendung von mit Batterien betriebenen Elektrofahrzeugen ist es notwendig, die imPRIOR ART When using electric vehicles powered by batteries, it is necessary that the
Elektrofahrzeug aufgenommenen Batterien, welche zur Versorgung des elektrischen Antriebs des Elektrofahrzeugs vorgesehen sind, zu laden, wenn die in der Batterie gespeicherte Energie zur Neige geht. Die jeweiligen Reichweiten der Elektrofahrzeuge und die jeweils gefahrene Charging electric vehicle batteries, which are provided to supply the electric drive of the electric vehicle, when the energy stored in the battery is running low. The respective ranges of the electric vehicles and the respective driven
Kilometerzahl bedingen entsprechend den Bedarf nach mehr oder weniger häufigem Laden des Elektrofahrzeugs. The number of kilometers corresponds to the need for more or less frequent charging of the electric vehicle.
In herkömmlichen Elektrofahrzeugen wird das Laden der Batterien darüber gelöst, dass das Elektrofahrzeug an einer Ladesäule oder einer Wallbox abgestellt wird und dann der Benutzer eine Verbindung zwischen der Ladesäule oder der Wallbox und dem Elektrofahrzeug durch ein händisch durchgeführtes Einstecken eines entsprechenden Ladekabels herstellt. Danach kann der eigentliche Ladevorgang gestartet werden. In conventional electric vehicles, the charging of the batteries is achieved by the electric vehicle being parked on a charging station or a wall box and then the user establishing a connection between the charging station or the wall box and the electric vehicle by manually inserting an appropriate charging cable. Then the actual loading process can be started.
Derzeit liegen die mit einer Batterieladung erreichbaren Reichweiten häufig noch noch unter den Reichweiten, die mit einer Tankfüllung eines herkömmlichen Fahrzeugs mit Verbrennungsmotor erzielbar sind, so dass die daraus ergebende Notwendigkeit des häufigeren Ladens für den Verbraucher als Komforteinbuße betrachtet werden kann. At present, the ranges that can be achieved with a battery charge are often still lower than the ranges that can be achieved with a tank filling of a conventional vehicle with an internal combustion engine, so that the resultant need for more frequent charging can be regarded as a loss of convenience for the consumer.
Um den Vorgang des Verbinden des Elektrofahrzeugs mit einer Ladesäule oder Wallbox zu
automatisieren, und um auf diese Weise dann Zeit und Mühen des Benutzers einzusparen und den Komfort zu erhöhen, sind unterschiedliche Vorrichtungen zum automatisierten Verbinden von Elektrofahrzeugen mit Ladevorrichtungen bekannt. So ist beispielsweise aus der DE 10 2016 008 982 A1 eine Ladeanordnung zum automatischen Laden eines elektrischen Energiespeichers eines Kraftfahrzeugs bekannt, bei welcher ein unter dem Kraftfahrzeug angeordnetes Kontaktelement einer Ladestation im Wesentlichen senkrecht zum Unterboden des korrekt darüber positionierten Kraftfahrzeugs angehoben wird und dadurch eine Kontaktierung einer entsprechenden im Unterboden des Kraftfahrzeugs vorgesehenen Buchse ermöglicht wird. To complete the process of connecting the electric vehicle to a charging station or wallbox automate, and in this way to save time and effort of the user and increase comfort, different devices for automated connection of electric vehicles with charging devices are known. For example, DE 10 2016 008 982 A1 discloses a charging arrangement for automatically charging an electrical energy store in a motor vehicle, in which a contact element of a charging station arranged under the motor vehicle is raised substantially perpendicular to the underbody of the motor vehicle correctly positioned above it, thereby contacting one corresponding socket provided in the underbody of the motor vehicle is made possible.
Aus der DE 10 2014 226 371 A1 ist eine Ladestation zum Aufladen eines Energiespeichers in einem Fahrzeug offenbart, bei welcher ebenfalls eine Kontaktierung des Energiespeichers im Kraftfahrzeug durch eine Bewegung eines Kontaktkopfes in eine im Unterboden eines Fahrzeugs angeordnete Ladebuchse dadurch durchgeführt wird, dass die Bewegung senkrecht zu der durch den Unterboden ausgebildeten Ebene durchgeführt wird. DE 10 2014 226 371 A1 discloses a charging station for charging an energy store in a vehicle, in which contact is also made with the energy store in the motor vehicle by moving a contact head into a charging socket arranged in the underbody of a vehicle in that the movement is vertical to the level formed by the sub-floor.
Darstellung der Erfindung Ausgehend von dem bekannten Stand der Technik ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Ladevorrichtung zum Laden eines Elektrofahrzeugs, welche ein weiter vereinfachtes automatisches Kontaktieren des Fahrzeugs ermöglicht. PRESENTATION OF THE INVENTION Starting from the known prior art, it is an object of the present invention to provide a charging device for charging an electric vehicle, which enables a further simplified automatic contacting of the vehicle.
Diese Aufgabe wird durch eine Ladevorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. This object is achieved by a loading device with the features of claim 1.
Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen, der vorliegenden Beschreibung sowie den beigefügten Figuren. Further developments result from the subclaims, the present description and the attached figures.
Entsprechend wird eine Ladevorrichtung zum Laden einer Traktionsbatterie eines Elektrofahrzeugs vorgeschlagen, umfassend eine Bodeneinheit, welche dazu ausgebildet und eingerichtet ist, im Bereich einer Fahrbahn für das Elektrofahrzeug angeordnet zu werden und einen Ladestrom bereit zu stellen, weiterhin umfassend eine Fahrzeugeinheit, welche dazu ausgebildet und eingerichtet ist, im Unterboden des Elektrofahrzeugs angeordnet zu werden und welche mit der Traktionsbatterie zur Zuführung eines Ladestroms verbunden ist, und weiterhin umfassend eine Accordingly, a charging device for charging a traction battery of an electric vehicle is proposed, comprising a floor unit which is designed and set up to be arranged in the area of a roadway for the electric vehicle and to provide a charging current, further comprising a vehicle unit which is designed and set up for this is to be arranged in the underbody of the electric vehicle and which is connected to the traction battery for supplying a charging current, and further comprising one
Kopplungsvorrichtung, welche dazu ausgebildet und eingerichtet ist, die Bodeneinheit und die
Fahrzeugeinheit zur Übertragung eines Ladestroms elektrisch miteinander zu koppeln. Erfindungsgemäß ist die Kopplungsvorrichtung dazu ausgebildet und eingerichtet, dass das Koppeln durch eine Relativbewegung der Bodeneinheit und der Fahrzeugeinheit in Coupling device, which is designed and set up, the floor unit and To electrically couple the vehicle unit for transmitting a charging current to one another. According to the invention, the coupling device is designed and set up so that the coupling by a relative movement of the floor unit and the vehicle unit in
Fahrzeuglängsrichtung erreicht wird. Longitudinal vehicle direction is reached.
Dadurch, dass die Kopplungsvorrichtung so eingerichtet ist, dass das Koppeln der Bodeneinheit mit der Fahrzeugeinheit durch eine Relativbewegung der Bodeneinheit relativ zur Fahrzeugeinheit in der Fahrzeuglängsrichtung erfolgt, kann beim regulären Prozess des Einparkens beziehungsweise Abstellens eines Elektrofahrzeuges, welches sich in seiner Fahrzeuglängsrichtung bewegt, eine Kontaktierung hergestellt werden. Because the coupling device is set up in such a way that the floor unit is coupled to the vehicle unit by a relative movement of the floor unit relative to the vehicle unit in the vehicle longitudinal direction, contact can be made during the regular process of parking or parking an electric vehicle which is moving in its vehicle longitudinal direction getting produced.
Entsprechend sind zusätzliche Bewegungen des Elektrofahrzeugs zum Herstellen der Accordingly, additional movements of the electric vehicle to manufacture the
Kontaktierung beziehungsweise zusätzliche Bewegungen des Kontaktierungselementes in anderen Richtungen nicht mehr notwendig. Contacting or additional movements of the contacting element in other directions are no longer necessary.
Weiterhin ist durch die genannte Ausgestaltung eine besonders robuste Ausbildung der Furthermore, a particularly robust design of the
Kopplungsvorrichtung möglich, welche, aufgrund der reduzierten Notwendigkeiten an Bewegungen einfacher ausgebildet sein kann, als 3D Roboterarme oder andere aus dem Stand der Technik bekannte Kontaktierungsvorrichtungen. Coupling device possible, which, due to the reduced need for movements, can be made simpler than 3D robot arms or other contacting devices known from the prior art.
Weiterhin ist es durch die Kopplung der Bodeneinheit mit der Fahrzeugeinheit durch eine Furthermore, it is due to the coupling of the floor unit to the vehicle unit by a
Relativ beweg ung in Fahrzeuglängsrichtung möglich, die Kontakte in der Bodeneinheit oder in der Fahrzeugeinheit sowie in der Kopplungsvorrichtung in einer Ausrichtung vorzusehen, welche im wesentlichen in der Ebene des Fahrzeugunterbodens verläuft. Dadurch können die Kontakte weniger anfällig für die im Fahrzeugunterboden auftretenden Beanspruchungen beziehungsweise unempfindlicher gegen das Überfahren oder Betreten einer Anordnung am Boden ausgebildet werden. Relative movement in the longitudinal direction of the vehicle is possible to provide the contacts in the floor unit or in the vehicle unit and in the coupling device in an orientation which essentially runs in the plane of the vehicle underbody. As a result, the contacts can be made less susceptible to the stresses occurring in the vehicle underbody or less sensitive to being driven over or entering an arrangement on the floor.
Die Kopplungsvorrichtung ist dabei in einer bevorzugten Ausgestaltung in der Fahrzeugeinheit aufgenommen, wobei die Kopplungsvorrichtung einen Kopplungskontakt aufweist und dazu ausgebildet und eingerichtet ist, den Kopplungskontakt zur Kopplung mit einem In a preferred embodiment, the coupling device is accommodated in the vehicle unit, the coupling device having a coupling contact and being designed and set up to couple the coupling contact to a coupling device
Bodenkontaktbereich der Bodeneinheit abzusenken. To lower the floor contact area of the floor unit.
Damit ergibt sich, dass das Elektrofahrzeug die Kopplungsvorrichtung stets mit sich führt und durch
die ohnehin durch das Elektrofahrzeug ausgeführte Bewegung in Fahrzeuglängsrichtung die Kopplung zwischen der Kopplungseinheit und der Bodeneinheit hergestellt werden kann. This means that the electric vehicle always carries the coupling device with it and through it the movement in the longitudinal direction of the vehicle which is carried out by the electric vehicle anyway, the coupling between the coupling unit and the floor unit can be established.
Aus dieser Ausgestaltung, bei der die Kopplungsvorrichtung in der Fahrzeugeinheit vorgesehen ist, ergibt sich weiterhin, dass in der Bodeneinheit keine beweglichen Teile vorgesehen sein müssen, sodass die Bodeneinheit besonders robust und kostengünstig ausgebildet werden kann. Dies ist beispielsweise dann von Bedeutung, wenn die Bodeneinheit auch in öffentlich zugänglichen Bereichen, beispielsweise in Parkbuchten am Straßenrand, vorgesehen sein soll. Entsprechend wird es ermöglicht, dass die Bodeneinheit dann aufgrund der robusten und kostengünstigen Ausbildung vielfältig vorgesehen sein kann und entsprechend eine nahezu flächendeckende Ladestruktur, welche ein automatisiertes Laden des Elektrofahrzeugs ermöglicht, denkbar ist. From this embodiment, in which the coupling device is provided in the vehicle unit, it also follows that no moving parts have to be provided in the floor unit, so that the floor unit can be made particularly robust and inexpensive. This is important, for example, if the floor unit is also to be provided in publicly accessible areas, for example in parking bays on the roadside. Accordingly, it is possible that the base unit can then be provided in a variety of ways due to the robust and cost-effective design, and accordingly an almost area-wide charging structure that enables automated charging of the electric vehicle is conceivable.
Bevorzugt kann die Kopplungsvorrichtung einen Kopplungsarm umfassen, der dazu ausgebildet und eingerichtet ist, den Kopplungskontakt abzusenken und mit dem Bodenkontaktbereich der Bodeneinheit zu koppeln, wobei der Kopplungsarm bevorzugt in Fahrzeugquerrichtung elastisch ausgebildet ist. So kann eine zuverlässige Kontaktierung erreicht werden. The coupling device can preferably comprise a coupling arm which is designed and set up to lower the coupling contact and to couple it to the ground contact region of the ground unit, the coupling arm preferably being designed to be elastic in the transverse direction of the vehicle. In this way, reliable contacting can be achieved.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist die Bodeneinheit einen Bodenkontaktbereich auf, der dazu ausgebildet und eingerichtet ist, mit einem Kopplungskontakt der In a further preferred embodiment, the floor unit has a floor contact area which is designed and set up with a coupling contact
Kopplungsvorrichtung in elektrisch leitenden Kontakt gebracht zu werden, wobei der Coupling device to be brought into electrically conductive contact, the
Bodenkontaktbereich bevorzugt in Form einer Kontaktschiene ausgebildet ist. Durch die Ausbildung des Bodenkontaktbereichs kann eine besonders robuste Herstellung der Kontaktierung erreicht werden. Besonders bevorzugt weist die Bodeneinheit einen Fangbereich auf, der dazu ausgebildet und eingerichtet ist, einen Kopplungskontakt der Kopplungsvorrichtung so zu leiten, dass er bei einer Relativ beweg ung zwischen der Bodeneinheit und der Fahrzeugeinheit in Fahrzeuglängsrichtung in den Bodenkontaktbereich eintritt. Damit kann auch bei einem Versatz ein zuverlässiges Ground contact area is preferably formed in the form of a contact rail. A particularly robust production of the contact can be achieved by the formation of the ground contact area. The floor unit particularly preferably has a catch area which is designed and set up to conduct a coupling contact of the coupling device such that it enters the ground contact area in the longitudinal direction of the vehicle when there is a relative movement between the floor unit and the vehicle unit. This can be a reliable one even with an offset
Kontaktieren ermöglicht werden. Contact can be made possible.
Die Kopplungsvorrichtung kann in einer Alternative in der Bodeneinheit aufgenommen sein, wobei die Kopplungsvorrichtung dann einen Kopplungskontakt aufweist und dazu ausgebildet und eingerichtet ist, den Kopplungskontakt zur Kopplung mit einem Fahrzeugkontaktbereich der Fahrzeugeinheit anzuheben. Damit wird eine alternative, zuverlässige und einfache automatische
Kontaktierung möglich, bei der die Bodeneinheit nicht unter dem Fahrzeug angeordnet sein muss, sondern auch vor oder hinter dem Fahrzeug positioniert werden kann. In an alternative, the coupling device can be accommodated in the base unit, the coupling device then having a coupling contact and being designed and set up to raise the coupling contact for coupling to a vehicle contact area of the vehicle unit. It will be an alternative, reliable and simple automatic Contacting possible, in which the floor unit does not have to be arranged under the vehicle, but can also be positioned in front of or behind the vehicle.
Bevorzugt umfasst die Kopplungsvorrichtung einen Verschiebungsarm, der dazu ausgebildet und eingerichtet ist, den Kopplungskontakt in Fahrzeuglängsrichtung zu bewegen und den The coupling device preferably comprises a displacement arm which is designed and set up to move the coupling contact in the vehicle longitudinal direction and the
Kopplungskontakt mit dem Fahrzeugkontaktbereich der Fahrzeugeinheit zu koppeln und wobei die Kopplungsvorrichtung einen Hubarm umfasst, der dazu ausgebildet und eingerichtet ist, den Kopplungskontakt anzuheben, wobei der Verschiebungsarm und/oder der Hubarm bevorzugt als Scherenarme ausgebildet Coupling coupling contact with the vehicle contact area of the vehicle unit and wherein the coupling device comprises a lifting arm, which is designed and set up to raise the coupling contact, the displacement arm and / or the lifting arm preferably being designed as scissor arms
Durch die Ausbildung des Verschiebungsarms kann eine mechanisch robuste, kostengünstige und betriebssichere Ausbildung der Kopplungsvorrichtung erreicht werden. The design of the displacement arm enables a mechanically robust, inexpensive and reliable design of the coupling device.
Bevorzugt ist an der Bodeneinheit und/oder oder an der Fahrzeugeinheit eine One is preferred on the floor unit and / or on the vehicle unit
Reinigungsvorrichtung vorgesehen, welcher vor dem eigentlichen Erstellen des Kontakts zwischen der Bodeneinheit und der Fahrzeugeinheit eine Reinigung der jeweiligen Bodenkontaktbereiche beziehungsweise Fahrzeugkontaktbereiche beziehungsweise Kopplungskontakts durchgeführt wird. Beispielsweise kann hier über das Bereitstellen eines starken Luftstroms, das Bereitstellen von mechanischen Reinigungsvorrichtungen wie beispielsweise einer Bürstvorrichtung oder des Aufbringens eines entsprechenden Wasserschwalls oder Wasserstrahls oder durch das vorherige Eindringen in die jeweiligen Kontaktbereiche durch eine Reinigungsmaske eine Reinigung erreicht werden. Cleaning device is provided, which prior to actually establishing the contact between the floor unit and the vehicle unit, a cleaning of the respective floor contact areas or vehicle contact areas or coupling contact is carried out. For example, cleaning can be achieved by providing a strong air flow, providing mechanical cleaning devices such as a brushing device or applying a corresponding water surge or water jet or by previously penetrating the respective contact areas using a cleaning mask.
Weiterhin kann eine Kommunikationsvorrichtung zur Herstellung einer Kommunikation zwischen der Bodeneinheit und der Fahrzeugeinheit vorgesehen sein, welche beispielsweise eine Furthermore, a communication device for establishing communication between the floor unit and the vehicle unit can be provided, which for example is a
Authentifizierung für den vorgesehenen Ladevorgang ermöglicht sowie eine genauere Authentication for the intended charging process enables as well as a more precise
Positionierung sowohl des Elektrofahrzeugs als auch der Kontaktierungsvorrichtung ermöglicht. Insbesondere kann über eine Kommunikation, welche die Annäherung des Elektrofahrzeugs beziehungsweise der Fahrzeugeinheit an die Bodeneinheit detektiert, entsprechend eine Betätigung der Reinigungsvorrichtung und/oder der Abdeckvorrichtung und/oder der Kopplungsvorrichtung angesteuert werden. Damit kann beispielsweise ein Annähern der Kopplungskontakte an den Bodenkontaktbereich und/oder an den Fahrzeugkontaktbereich eingeleitet werden, wenn sich die Fahrzeugeinheit in einem bestimmten Abstand von der Bodeneinheit befindet.
Bevorzugt ist eine Abdeckungsvorrichtung zum Abdecken des Bodenkontaktbereichs und/oder zumPositioning of both the electric vehicle and the contacting device allows. In particular, an actuation of the cleaning device and / or the covering device and / or the coupling device can be controlled accordingly via a communication which detects the approach of the electric vehicle or the vehicle unit to the floor unit. In this way, for example, the coupling contacts can be brought closer to the ground contact area and / or to the vehicle contact area when the vehicle unit is at a certain distance from the floor unit. A cover device for covering the ground contact area and / or for is preferred
Abdecken des Fahrzeug kontaktbereichs und/oder zum Abdecken des Kopplungskontakts vorgesehen. Auf diese Weise kann eine Verschmutzung der Kontakte in den Zeiten vermieden oder zumindest verringert werden, in denen die Bodeneinheit nicht mit einer Fahrzeugeinheit gekoppelt ist. Covering the vehicle contact area and / or provided for covering the coupling contact. In this way, contamination of the contacts can be avoided or at least reduced in times when the floor unit is not coupled to a vehicle unit.
Kurze Beschreibung der Figuren Brief description of the figures
Bevorzugte weitere Ausführungsformen der Erfindung werden durch die nachfolgende Preferred further embodiments of the invention are illustrated by the following
Beschreibung der Figuren näher erläutert. Dabei zeigen: Description of the figures explained in more detail. Show:
Figur 1 schematische Darstellung der Ladevorrichtung mit einer Bodeneinheit und einer Figure 1 is a schematic representation of the loading device with a floor unit and
Fahrzeugeinheit; Figur 2 eine schematische Draufsicht auf eine Bodeneinheit; Vehicle unit; Figure 2 is a schematic plan view of a floor unit;
Figur 3 eine schematische Seitenansicht der Fahrzeugeinheit in Kombination mit der Figure 3 is a schematic side view of the vehicle unit in combination with the
Kopplungsvorrichtung und einer schematisch dargestellten Bodeneinheit; Figur 4 eine schematische, perspektivische Darstellung der Fahrzeugeinheit, der Bodeneinheit sowie der Kopplungsvorrichtung beim Prozess des Verbinden der Fahrzeugeinheit mit der Bodeneinheit; Coupling device and a schematically shown floor unit; FIG. 4 shows a schematic, perspective illustration of the vehicle unit, the floor unit and the coupling device during the process of connecting the vehicle unit to the floor unit;
Figur 5 eine schematische, perspektivische Ansicht des Verbindungsvorganges in einem weiteren Ausführungsbeispiel, bei welchem ein leichter Versatz zwischen der Bodeneinheit und derFigure 5 is a schematic, perspective view of the connection process in a further embodiment, in which a slight offset between the base unit and the
Fahrzeugeinheit vorliegt; Vehicle unit is present;
Figur 6 eine schematische Seitenansicht einer Ladevorrichtung in einer weiteren Ausgestaltung, bei welcher die Kopplungsvorrichtung in der Bodeneinheit vorgesehen ist; FIG. 6 shows a schematic side view of a loading device in a further embodiment, in which the coupling device is provided in the base unit;
Figur 7 eine schematische Draufsicht auf die Ladevorrichtung gemäß Figur 6, welche mit dem Figure 7 is a schematic plan view of the loading device according to Figure 6, which with the
scherenförmigen Verschiebungsarm ausgebildet ist; scissor-shaped displacement arm is formed;
Figur 8 eine schematische Seitenansicht der in den Figuren 6 und 7 gezeigten Ausführung;
Figur 9 eine schematische Darstellung des Verbindungsvorganges zwischen der Fahrzeugeinheit und der Kontaktierungsvorrichtung der Bodeneinheit in einer weiteren Ausgestaltung; Figur 10 eine schematische Unteransicht der Bodeneinheit sowie der Fahrzeugeinheit und der in der Bodeneinheit aufgenommenem Kopplungsvorrichtung in einer schematischen Darstellung, wobei die Kopplungsvorrichtung noch in der Bodeneinheit vollständig aufgenommen ist und entsprechend ein Ladevorgang noch nicht begonnen hat; Figur 1 1 eine schematische Darstellung aus Figur 10 , jedoch nun mit ausgefahrener Figure 8 is a schematic side view of the embodiment shown in Figures 6 and 7; Figure 9 is a schematic representation of the connection process between the vehicle unit and the contacting device of the floor unit in a further embodiment; Figure 10 is a schematic bottom view of the floor unit and the vehicle unit and the coupling device accommodated in the floor unit in a schematic representation, wherein the coupling device is still completely accommodated in the floor unit and, accordingly, a charging process has not yet begun; Figure 1 1 is a schematic representation of Figure 10, but now with the extended
Kopplungsvorrichtung, welche die Bodeneinheit mit der Fahrzeugeinheit elektrisch verbindet. Coupling device which electrically connects the floor unit to the vehicle unit.
Detaillierte Beschreibung bevorzugter Ausführunqsbeispiele Detailed description of preferred exemplary embodiments
Im Folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele anhand der Figuren beschrieben. Dabei werden gleiche, ähnliche oder gleichwirkende Elemente in den unterschiedlichen Figuren mit identischen Bezugszeichen versehen, und auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente wird teilweise verzichtet, um Redundanzen zu vermeiden. Preferred exemplary embodiments are described below with reference to the figures. Identical, similar or equivalent elements in the different figures are provided with identical reference numerals, and a repeated description of these elements is partially omitted in order to avoid redundancies.
In Figur 1 ist schematisch eine Ladevorrichtung 1 gezeigt, mittels welcher ein ebenfalls schematisch gezeigtes Elektrofahrzeug 100, beziehungsweise eine in dem Elektrofahrzeug 100 aufgenommene Traktionsbatterie 1 10 zur Bereitstellung von Energie zum Antrieb eines Elektroantriebs, aufgeladen werden kann. FIG. 1 schematically shows a charging device 1, by means of which an electric vehicle 100, also shown schematically, or a traction battery 110 accommodated in the electric vehicle 100 for providing energy for driving an electric drive can be charged.
Die Ladevorrichtung 1 umfasst eine Bodeneinheit 2, welche im Bereich der von dem zu ladenden Elektrofahrzeug 100 befahrenen Fahrbahn angeordnet ist. Die Bodeneinheit 2 kann entsprechend beispielsweise im Bereich eines Garagenbodens, einer Straße, einer Parkbucht, eines Stellplatzes in einem Parkhaus etc. vorgesehen sein. The charging device 1 comprises a floor unit 2, which is arranged in the region of the roadway traveled by the electric vehicle 100 to be charged. The floor unit 2 can accordingly be provided, for example, in the area of a garage floor, a street, a parking bay, a parking space in a parking garage, etc.
Die Bodeneinheit 2 ist so ausgestaltet, dass das Elektrofahrzeug 100 über sie hinwegfahren kann, ohne dass das Elektrofahrzeug 100 oder die Bodeneinheit 2 dadurch beschädigt werden. Mit anderen Worten baut die Bodeneinheit 2 in ihrem vollständig in dem jeweiligen von dem The floor unit 2 is designed such that the electric vehicle 100 can drive over it without the electric vehicle 100 or the floor unit 2 being damaged thereby. In other words, the floor unit 2 builds completely in each of them
Elektrofahrzeug 100 befahrenen Fahrbahnbereich nicht so hoch, dass die Bodeneinheit 2 mit dem
Unterboden 120 des Elektrofahrzeugs 100 kollidieren würde. Electric vehicle 100 is not so high that the floor unit 2 with the Underbody 120 of the electric vehicle 100 would collide.
Die Bodeneinheit 2 ist dazu ausgebildet und eingerichtet, einen Ladestrom zum Laden des Elektrofahrzeugs bereit zu stellen. The floor unit 2 is designed and set up to provide a charging current for charging the electric vehicle.
Die Bodeneinheit 2 kann eine Ladeeinheit 200 umfassen, welche entsprechend an ein Stromnetz oder eine andere Energiezuführung angeschlossen ist, und welche einen Ladestrom zum Laden des Elektrofahrzeugs 100 beziehungsweise der Traktionsbatterie 1 10 des Elektrofahrzeuges 100 an der Bodeneinheit 2 bereitstellt. The floor unit 2 can comprise a charging unit 200, which is correspondingly connected to a power supply or another energy supply, and which provides a charging current for charging the electric vehicle 100 or the traction battery 110 of the electric vehicle 100 on the floor unit 2.
In der Ladeeinheit 200 können beispielsweise - wie in einer herkömmlichen Wallbox oder In the loading unit 200, for example - as in a conventional wall box or
Ladesäule auch - eine oder mehrere der Baugruppen Spannungsregler, Gleichrichter, Charging station also - one or more of the voltage regulator, rectifier,
Ladesteuerung, Kommunikationseinheit, Anzeige zum Kommunizieren des Ladezustandes, Sicherungselemente wie beispielsweise Sicherungen, Fehlerstromschutzschalter oder andere Sicherungsvorrichtungen vorgesehen sein. Charging control, communication unit, display for communicating the state of charge, fuse elements such as fuses, residual current circuit breakers or other fuse devices can be provided.
In dem in Figur 1 gezeigten Ausführungsbeispiel der Ladevorrichtung 1 ist die Ladeeinheit 200 in Form einer sogenannten Wallbox 210 vorgesehen, welche entsprechend an einer Wand beispielsweise einer Garage oder einer einen Stellplatz begrenzenden Wand angeordnet ist. Die Ladeeinheit 200 kann auch in einer beispielsweise am Straßenrand oder am Rand eines In the exemplary embodiment of the charging device 1 shown in FIG. 1, the charging unit 200 is provided in the form of a so-called wall box 210, which is correspondingly arranged on a wall, for example a garage or a wall delimiting a parking space. The charging unit 200 can also be in a for example on the roadside or on the edge of a
Stellplatzes oder einer Parkbucht angeordneten Ladesäule vorgesehen sein. Parking space or a parking bay arranged charging station can be provided.
Die Ladeeinheit 200 kann auch vollständig in die Bodeneinheit 2 integriert sein, so dass die Bodeneinheit 2 eine in sich abgeschlossene Einheit zum Bereitstellen, Steuern und Absichern des Ladestroms bereitstellt. Mit anderen Worten kann die Bodeneinheit 2 so ausgebildet sein, dass sie lediglich an ein Stromnetz angeschlossen werden muss. The charging unit 200 can also be completely integrated into the base unit 2, so that the base unit 2 provides a self-contained unit for providing, controlling and securing the charging current. In other words, the base unit 2 can be designed in such a way that it only has to be connected to a power grid.
In einer anderen Weiterbildung sind Baugruppen der Ladeeinheit 200 in der Bodeneinheit 2 vorgesehen und andere Baugruppen der Ladeeinheit 200 in einer davon beabstandet angeordneten Wallbox 210 vorgesehen sein. In another development, assemblies of the loading unit 200 are provided in the base unit 2 and other assemblies of the loading unit 200 are provided in a wall box 210 arranged at a distance therefrom.
Die Ladevorrichtung 1 umfasst weiterhin eine im Unterboden 120 des Elektrofahrzeugs 100 angeordnete Fahrzeugeinheit 3, welche im Bereich des Unterbodens 120 des Elektrofahrzeugs 100 vorgesehen ist. Die Fahrzeugeinheit 3 steht mit der Traktionsbatterie 1 10 des Elektrofahrzeugs 100
in Kommunikation und ermöglicht ein Laden der Traktionsbatterie 1 10 des Elektrofahrzeugs 100, wenn die Fahrzeugeinheit 3 elektrisch mit der Bodeneinheit 2 in Kontakt steht und ein Ladestrom freigegeben ist. Die Fahrzeugeinheit 3 kann eine Ladesteuerung für die Traktionsbatterie 1 10 des Elektrofahrzeugs 100 bereitstellen, sodass lediglich eine elektrische Verbindung zwischen der Bodeneinheit 2 der Fahrzeugeinheit 3 hergestellt werden muss, ein Ladestrom von der Bodeneinheit 2 freigegeben sein muss und der eigentliche Ladevorgang der Traktionsbatterie 1 10 dann von der The charging device 1 further comprises a vehicle unit 3 arranged in the underbody 120 of the electric vehicle 100, which is provided in the area of the underbody 120 of the electric vehicle 100. The vehicle unit 3 stands with the traction battery 110 of the electric vehicle 100 in communication and enables the traction battery 110 of the electric vehicle 100 to be charged when the vehicle unit 3 is in electrical contact with the floor unit 2 and a charging current is released. The vehicle unit 3 can provide a charging control for the traction battery 110 of the electric vehicle 100, so that only an electrical connection has to be established between the floor unit 2 of the vehicle unit 3, a charging current has to be released by the floor unit 2 and the actual charging process of the traction battery 110 then of the
Fahrzeugeinheit 3 gesteuert wird. Vehicle unit 3 is controlled.
Die Fahrzeugeinheit 3 kann aber auch lediglich einen bereits von der Bodeneinheit 3 The vehicle unit 3 can, however, also only be one of the floor unit 3
bereitgestellten und konditionierten Ladestrom an die Traktionsbatterie 1 10 übergeben. Mit anderen Worten kann die Fahrzeugeinheit 3 entweder die Ladesteuerung vollständig übernehmen, oder nur für die Kontaktierung der Traktionsbatterie 1 10 vorgesehen sein, oder zwischen Stufen zwischen diesen beiden Zuständen ausfüllen und beispielsweise nur eine Ladestrombegrenzung Provide the prepared and conditioned charging current to the traction battery 1 10. In other words, the vehicle unit 3 can either take over the charge control completely, or be provided only for contacting the traction battery 110, or fill in between stages between these two states and, for example, only charge current limitation
bereitstellen. provide.
Eine Kopplungsvorrichtung 4 ist vorgesehen, mittels welcher eine elektrische Kopplung zwischen der Bodeneinheit 2 und der Fahrzeugeinheit 3 hergestellt werden kann. A coupling device 4 is provided, by means of which an electrical coupling between the floor unit 2 and the vehicle unit 3 can be established.
Die Kopplungsvorrichtung 4 ist in dem in Figur 1 gezeigten Ausführungsbeispiel an der The coupling device 4 is in the exemplary embodiment shown in FIG
Fahrzeugeinheit 3 so angeordnet, dass ein Kopplungskontakt 40 der Kopplungseinrichtung 4 bei einer Annäherung Fahrzeugeinheit 3 an die Bodeneinheit 2 automatisch von der Fahrzeugeinheit 3 soweit abgesenkt wird, dass der Kopplungskontakt 40 mit einem Bodenkontaktbereich 20 der Bodeneinheit 2 in Kontakt gebracht wird, wenn die Fahrzeugeinheit 3 relativ zur Bodeneinheit 2 in Richtung der Fahrzeuglängsrichtung x bewegt wird. Vehicle unit 3 is arranged such that a coupling contact 40 of the coupling device 4 is automatically lowered by the vehicle unit 3 when the vehicle unit 3 approaches the floor unit 2 to such an extent that the coupling contact 40 is brought into contact with a ground contact area 20 of the floor unit 2 when the vehicle unit 3 is moved relative to the base unit 2 in the direction of the vehicle longitudinal direction x.
Mit anderen Worten findet eine Kontaktierung zwischen der Fahrzeugeinheit 3 und der In other words, there is contact between the vehicle unit 3 and the
Bodeneinheit 2 mittels der Kopplungsvorrichtung 4 dadurch statt, dass sich das Elektrofahrzeug 100 in seiner Fahrzeuglängsrichtung x vorwärts bewegt, dann bei einer vorgegebenen Annäherung der Fahrzeugeinheit 3 der Kopplungskontakt 40 der Kopplungsvorrichtung 4 nach unten hin ausgefahren wird und dann durch die weitere Bewegung des Elektrofahrzeugs 100 in Floor unit 2 by means of the coupling device 4 instead of the electric vehicle 100 moving forward in its vehicle longitudinal direction x, then when the vehicle unit 3 approaches the coupling contact 40 of the coupling device 4 downwards and then by the further movement of the electric vehicle 100 in
Fahrzeuglängsrichtung x eine Kontaktierung des Kopplungskontakts 40 mit dem Vehicle longitudinal direction x a contact of the coupling contact 40 with the
Bodenkontaktbereich 20 der Bodeneinheit 2 stattfindet.
Mit anderen Worten führt die Bewegung des Elektroautos 100 den Kopplungskontakt 40 und den Bodenkontaktbereich 20 durch die sich daraus ergebende Relativbewegung zwischen der Ground contact area 20 of the floor unit 2 takes place. In other words, the movement of the electric car 100 guides the coupling contact 40 and the ground contact area 20 through the resulting relative movement between the
Fahrzeugeinheit 3 und der Bodeneinheit 2 so zusammen, dass eine elektrische Verbindung zwischen 2 und der Fahrzeugeinheit 3 hergestellt ist. Vehicle unit 3 and the floor unit 2 together so that an electrical connection between 2 and the vehicle unit 3 is established.
In Figur 2 ist nun die Bodeneinheit 2 in einer schematischen Darstellung in einer Draufsicht gezeigt. In Figure 2, the floor unit 2 is now shown in a schematic representation in a plan view.
Der Bodenkontaktbereich 20 ist in dieser Ausführung schienenförmig und teilweise abgedeckt bzw. tunnelförmig ausgebildet, sodass der Kopplungskontakt 40 der Kopplungsvorrichtung 4 in die den Bodenkontaktbereich 20 ausbildende Schiene durch die Bewegung des Elektrofahrzeugs 100 eingeführt werden kann und auf diese Weise eine elektrische Verbindung zwischen der In this embodiment, the ground contact area 20 is in the form of a rail and is partially covered or tunnel-shaped, so that the coupling contact 40 of the coupling device 4 can be inserted into the rail forming the ground contact area 20 by the movement of the electric vehicle 100 and in this way an electrical connection between the
Bodeneinheit 2 und dem Elektrofahrzeug 100 hergestellt werden kann. Die Bodeneinheit 2 ist in dem gezeigten Ausführungsbeispiel weiterhin mit einem Fangbereich 22 ausgebildet, welcher trichterförmig ausgestaltet ist und mittels welchem es möglich ist, den in Fahrzeuglängsrichtung des auf die Bodeneinheit 2 auftreffenden Kopplungskontakt 40 entlang von entsprechend ausgestalteten Leitflächen 24 entlang der Leitflächen 24 in den Bodenkontaktbereich 20 zu leiten, wenn der Kopplungskontakt 40 durch die Relativ beweg ung der Bodeneinheit 2 zu der Fahrzeugeinheit 3 durch die Bewegung des Elektrofahrzeugs 100 im Wesentlichen in Richtung des Bodenkontaktbereichs 20 bewegt wird. Floor unit 2 and the electric vehicle 100 can be manufactured. In the exemplary embodiment shown, the base unit 2 is further formed with a catch area 22 which is funnel-shaped and by means of which it is possible to couple the coupling contact 40 which strikes the base unit 2 in the longitudinal direction of the vehicle along appropriately designed guide surfaces 24 along the guide surfaces 24 into the ground contact region 20 to conduct when the coupling contact 40 is moved essentially by the movement of the floor unit 2 to the vehicle unit 3 by the movement of the electric vehicle 100 in the direction of the ground contact area 20.
Der durch die Leitflächen 24 eingeschlossene Fangwinkel FW kann eine Öffnung im Bereich von 60° bis 150°, bevorzugt in einem Winkel zwischen 90° bis 130°, besonders bevorzugt in einem Winkel von 120° ausgebildet sein. The capture angle FW enclosed by the guide surfaces 24 can have an opening in the range from 60 ° to 150 °, preferably at an angle between 90 ° to 130 °, particularly preferably at an angle of 120 °.
Mit anderen Worten ist es möglich, durch eine Relativ beweg ung der Fahrzeugeinheit 3 mit der daran angeordneten Kopplungsvorrichtung 4 und der Bodeneinheit 2 in der Fahrzeuglängsrichtung x und abgesenktem Kopplungskontakt 40 diesen mittels des Fangbereichs 22 in den In other words, it is possible by means of a relative movement of the vehicle unit 3 with the coupling device 4 arranged thereon and the base unit 2 in the vehicle longitudinal direction x and with the coupling contact 40 lowered, by means of the catch area 22 in the
Bodenkontaktbereich 20 zu leiten. To conduct ground contact area 20.
Die Bodeneinheit 2 kann dabei, wie sich aus Figur 2 sofort ergibt, sehr flach und sehr robust ausgebildet sein, sodass sie auch von einem Elektrofahrzeug 100 oder einem anderen Fahrzeug überfahrbar ist und auch ein Befahren mit den Reifen des jeweiligen Fahrzeugs führt nicht zu einer
Beschädigung. The floor unit 2 can, as is immediately apparent from FIG. 2, be made very flat and very robust, so that it can also be driven over by an electric vehicle 100 or another vehicle, and driving on the tires of the respective vehicle also does not lead to one Damage.
Insbesondere ist es auch vorgesehen, die Bodeneinheit 2 in einer Weise auszugestalten, dass deren in Figur 2 sichtbare Oberflächen 26 nach außen hin abfallend ausgebildet sind. Mit anderen Worten können die Oberflächen 26 dachförmig ausgebildet sein, so dass möglicherweise auf der Bodeneinheit 2 auftreffendendes Wasser, Schmutz oder Fremdobjekte abgleiten oder abfließen können und gleichzeitig das Beschädigungspotenzial beim Überfahren der Bodeneinheit 2 mit einem Fahrzeug gering bleibt. Die Bodeneinheit 2 kann weitgehend passiv ausgebildet sein und nur aus dem die Bodeneinheit 2 ausbildenden Körper, dem Fangbereich 22, den Leitflächen 24 und dem Bodenkontaktbereich 22 ausgebildet sein. Keines der genannten Teile ist beweglich ausgestaltet. In particular, it is also provided that the floor unit 2 is designed in such a way that its surfaces 26, which are visible in FIG. In other words, the surfaces 26 can be roof-shaped, so that water, dirt or foreign objects possibly striking the floor unit 2 can slide off or drain off and at the same time the potential for damage when driving over the floor unit 2 with a vehicle remains low. The floor unit 2 can be largely passive and can be formed only from the body forming the floor unit 2, the catch area 22, the guide surfaces 24 and the floor contact area 22. None of the parts mentioned is designed to be movable.
Bevorzugt ist eine nur schematisch angedeutete Reinigungsvorrichtung 5 vorgesehen, mittels welcher der Fangbereich 22 sowie der Bodenkontaktbereich 20 sauber gehalten werden kann. Die Reinigungsvorrichtung 5 kann beispielsweise in Form eines Gebläses ausgebildet sein, welches einen gerichteten Luftstrom bereitstellt, der dafür sorgt, dass der Fangbereich 22 und der A cleaning device 5, indicated only schematically, is preferably provided, by means of which the catch area 22 and the ground contact area 20 can be kept clean. The cleaning device 5 can be designed, for example, in the form of a blower, which provides a directed air flow which ensures that the catching area 22 and the
Bodenkontaktbereich 20 von darauf liegenden Objekten frei geblasen werden. Weiterhin kann die Reinigungsvorrichtung 5 auch über das Bereitstellen von Bürstenvorrichtungen, mechanischen Schubvorrichtungen oder anderen mechanischen Reinigungsvorrichtungen vorgesehen sein, welche ein Säubern des Fangbereichs 22 und/des Bodenkontaktbereichs 20 vorgesehen sein können. Ground contact area 20 are blown free from objects lying on it. Furthermore, the cleaning device 5 can also be provided by providing brush devices, mechanical pushing devices or other mechanical cleaning devices, which can be provided for cleaning the catch area 22 and / or the ground contact area 20.
Um eine Verschmutzung des Bodenkontaktbereichs 20 und/oder des Fangbereichs 22 zu vermeiden, wenn kein Elektrofahrzeug 100 angeschlossen ist, ist eine Abdeckungsvorrichtung 7 vorgesehen, die dann über die jeweiligen relevanten Bereiche geführt werden kann. In order to avoid contamination of the ground contact area 20 and / or the catching area 22 when no electric vehicle 100 is connected, a covering device 7 is provided, which can then be guided over the relevant areas.
Um eine Verschmutzung des Kopplungskontakts 40 zu vermeiden, wenn das Elektrofahrzeug 100 nicht geladen wird, ist eine Abdeckungsvorrichtung 8 vorgesehen, die dann über die jeweiligen relevanten Bereiche geführt werden kann und entsprechend die Kopplungsvorrichtung 4 im regulären Fährbetrieb verschließt. In order to avoid contamination of the coupling contact 40 when the electric vehicle 100 is not being charged, a covering device 8 is provided, which can then be guided over the relevant areas and accordingly closes the coupling device 4 in regular ferry operation.
Um eine Kommunikation zwischen dem Elektrofahrzeug 100 und insbesondere der Fahrzeugeinheit 3 und der Bodeneinheit 2 hersteilen zu können, kann die Bodeneinheit 2 weiterhin ein
Kommunikationsmodul 60 umfassen, welches beispielsweise mittels einer Funkverbindung, beispielsweise mittels Bluetooth, eine Kommunikationsverbindung zu der ebenfalls mit einem Kommunikationsmodul 62 versehenen Fahrzeugeinheit 3 aufbauen kann. Durch die durch die Kommunikationsmodule 60, 62 umfassende Kommunikationsvorrichtung kann die Fahrzeugeinheit 3 zum einen erkennen, wann sie die Kopplungsvorrichtung 4 nach unten ausfahren muss, also eine hinreichend kleine Annäherung zwischen der Fahrzeugeinheit 3 und der Bodeneinheit 2 stattgefunden hat. Die Kommunikationsvorrichtung 60, 62 kann weiterhin die Steuerung des Elektrofahrzeug 100 derart informieren, dass das letzte kurze Stück der Bewegung des Elektrofahrzeugs 100 zum Verbinden des Kopplungskontaktes 40 der Kopplungsvorrichtung 4 mit dem Bodenkontaktbereich 20 weitgehend automatisiert abläuft. Insbesondere kann besonders bevorzugt über die Kommunikationsvorrichtung 60, 62 auch ein Fahren des Elektrofahrzeugs 100 in Fahrzeuglängsrichtung X gesteuert werden, um auf diese Weise ein automatisches Einführen und vollständiges elektrisches Verbinden des Kopplungskontakts 40 mit dem Bodenkontaktbereich 20 zu ermöglichen. In order to be able to establish communication between the electric vehicle 100 and in particular the vehicle unit 3 and the floor unit 2, the floor unit 2 can also be a Communication module 60 include, which can establish a communication connection to the vehicle unit 3, which is also provided with a communication module 62, for example by means of a radio connection, for example by means of Bluetooth. Through the communication device comprising the communication modules 60, 62, the vehicle unit 3 can on the one hand recognize when it has to extend the coupling device 4 downwards, that is to say a sufficiently small approach between the vehicle unit 3 and the floor unit 2 has taken place. The communication device 60, 62 can also inform the controller of the electric vehicle 100 in such a way that the last short piece of movement of the electric vehicle 100 for connecting the coupling contact 40 of the coupling device 4 to the ground contact area 20 is largely automated. In particular, driving of the electric vehicle 100 in the vehicle longitudinal direction X can also be controlled particularly preferably via the communication device 60, 62, in order in this way to enable automatic insertion and complete electrical connection of the coupling contact 40 to the ground contact area 20.
Die Kommunikationsvorrichtung kann darüber hinaus auch beispielsweise Leuchtdioden umfassen, welche in vorgegebenen Bereichen der Bodeneinheit 2 angeordnet sind, um entsprechend bei einem Annähern der Fahrzeugeinheit 3 durch eine im Elektrofahrzeug 100 oder in der In addition, the communication device can also comprise, for example, light-emitting diodes which are arranged in predetermined areas of the base unit 2, in order to correspondingly when the vehicle unit 3 approaches in the electric vehicle 100 or in the vehicle unit 3
Fahrzeugeinheit 3 angeordneten Kamera diese Leuchtdioden zu detektieren und dadurch eine Steuerung des Elektrofahrzeugs 100 entweder manuell-, beispielsweise durch Darstellung auf einem Bildschirm eines Navigationsgeräts des Elektrofahrzeug 100-oder automatisch zu unterstützen. Figur 3 zeigt in einer Seitenansicht noch einmal die Bewegung des Kopplungskontakts 40 in Fahrzeuglängsrichtung x, wobei der Kopplungskontakt 40 an der Fahrzeugeinheit 3 über die Kopplungsvorrichtung 4 gehalten ist und welcher aus der Fahrzeugeinheit 3 herausgefahren ist. Der Kopplungskontakt 40 trifft bei seiner Bewegung in Richtung der Bodeneinheit 2 zunächst auf den Fangbereich 22 auf, und wird dann durch die Leitflächen 24 dem Bodenkontaktbereich 20 zugeführt und in diesen eingeführt, um auf diese Weise eine elektrische Kontaktierung zwischen der Vehicle unit 3 arranged camera to detect these light-emitting diodes and thereby support a control of the electric vehicle 100 either manually, for example by displaying on a screen of a navigation device of the electric vehicle 100, or automatically. FIG. 3 shows in a side view once again the movement of the coupling contact 40 in the vehicle longitudinal direction x, the coupling contact 40 being held on the vehicle unit 3 via the coupling device 4 and which has moved out of the vehicle unit 3. The coupling contact 40, when moving in the direction of the base unit 2, first strikes the catch area 22, and is then fed through the guide surfaces 24 to the ground contact area 20 and inserted therein, in order in this way to make electrical contact between the
Bodeneinheit 2 und der Fahrzeugeinheit 3 herzustellen. To manufacture floor unit 2 and the vehicle unit 3.
In den Figuren 4 und 5 ist in einer schematischen perspektivischen Darstellung noch einmal das Einführen des Kopplungskontaktes 40 in den Bodenkontaktbereich 20 gezeigt. Dabei ist der
Kopplungskontakt 40 nicht genau zentriert in die Bodeneinheit 2 eingefahren worden, sondern wird im Fangbereich 22 entlang der Leitflächen 24 zentriert und dann entsprechend in Richtung des Bodenkontaktbereichs 20 geführt. Ein Kopplungsarm 48 der Kopplungsvorrichtung 4, der zum Absenken des Kopplungskontakts 40 dient, ist bevorzugt in der Fahrzeugquerrichtung elastisch ausgebildet, so dass ein seitlicher Versatz des Kopplungskontakts 40 durch die Leitflächen 24 einfach möglich ist. In FIGS. 4 and 5, the insertion of the coupling contact 40 into the ground contact region 20 is shown once again in a schematic perspective illustration. Here is the Coupling contact 40 has not been moved into the base unit 2 exactly centered, but is centered in the catch area 22 along the guide surfaces 24 and then guided accordingly in the direction of the bottom contact area 20. A coupling arm 48 of the coupling device 4, which serves to lower the coupling contact 40, is preferably designed to be elastic in the transverse direction of the vehicle, so that lateral displacement of the coupling contact 40 by the guide surfaces 24 is easily possible.
Auf diese Weise ist es möglich, beim Einfahren des Elektrofahrzeugs 100 in einen entsprechenden Stellplatz, welcher mit einer Bodeneinheit 2 ausgerüstet ist, von der Fahrzeugeinheit 3 aus über die Kopplungsvorrichtung 4 den Kopplungskontakt 40 abzusenken derart, dass er auf den Fangbereich 22 trifft und dann von den Leitflächen 24 in den Bodenkontaktbereich 20 geführt wird, während sich die Fahrzeugeinheit 3 und die Bodeneinheit 2 durch die Bewegung des Elektrofahrzeugs 100 relativ zueinander in Fahrzeuglängsrichtung x bewegen. In this way, it is possible to lower the coupling contact 40 from the vehicle unit 3 via the coupling device 4 when the electric vehicle 100 is entering a corresponding parking space, which is equipped with a floor unit 2, in such a way that it hits the catching area 22 and then from the guide surfaces 24 is guided into the ground contact area 20, while the vehicle unit 3 and the floor unit 2 move relative to one another in the vehicle longitudinal direction x due to the movement of the electric vehicle 100.
Das Verfahren zur Herstellung einer elektrischen Verbindung kann auch wie folgt beschrieben werden: The method for establishing an electrical connection can also be described as follows:
Verbinden Connect
Bei der Annährung der Fahrzeugeinheit 3 auf wenige Meter zur Bodeneinheit 2 wird mittels eines Kommunikationsvorgangs die Abdeckungsvorrichtung 7 der Bodeneinheit 2 geöffnet. Die Öffnung der Abdeckungsvorrichtung 7 erfolgt dabei über einen in der Bodeneinheit 2 eingebauten Motor zur Betätigung der Abdeckungsvorrichtung 7. Gleichzeitig oder auf die Öffnung folgend kann eine Reinigung des Bodenkontaktbereichs 20 der Bodeneinheit 2 vorgenommen. When the vehicle unit 3 approaches the floor unit 2 by a few meters, the covering device 7 of the floor unit 2 is opened by means of a communication process. The cover device 7 is opened by a motor installed in the base unit 2 for actuating the cover device 7. Simultaneously or following the opening, the floor contact area 20 of the base unit 2 can be cleaned.
Gleichzeitig wird auch eine Abdeckungsvorrichtung 8 der Kopplungsvorrichtung 4 geöffnet. At the same time, a cover device 8 of the coupling device 4 is opened.
Das Elektrofahrzeug 100 wird manuell zur Bodeneinheit 2 gefahren. Der an der Bodeneinheit 2 befindliche Fangbereich 22 für den Kopplungskontakt 40 ist dabei bevorzugt mindestens 50 cm breit, sodass auch bei einem Versatz zwischen der Fahrzeugeinheit 3 und der Bodeneinheit 2 eine Verbindung hergestellt werden kann. The electric vehicle 100 is manually driven to the floor unit 2. The catch area 22 for the coupling contact 40 located on the floor unit 2 is preferably at least 50 cm wide, so that a connection can also be established in the event of an offset between the vehicle unit 3 and the floor unit 2.
Sobald sich der Kopplungskontakt 40 über dem Fangbereich 22 der Bodeneinheit 2 befindet, wird
er mittels des Kopplungsarms 48 der Kopplungsvorrichtung 4 abgelassen. Der Kopplungsarm 48 ist dabei sowohl am oberen als auch am untere Ende rotierend und beweglich gelagert, sodass sich der Kopplungskontakt 40 bei einer Verdrehung des Elektrofahrzeugs 100 oder beim nicht geraden Einfahren über die Bodeneinheit 2 ausrichten kann. As soon as the coupling contact 40 is located over the catch area 22 of the base unit 2 it is released by means of the coupling arm 48 of the coupling device 4. The coupling arm 48 is rotatably and movably supported both at the upper and at the lower end, so that the coupling contact 40 can align itself over the floor unit 2 when the electric vehicle 100 is rotated or when it is not driven straight in.
Sollte sich der Kopplungskontakt 40 mit einem Versatz über dem Fangbereich 22 befinden, wird dieser durch die Fahrbewegung im Fangbereich 22 korrekt ausgerichtet. Die Fahrgeschwindigkeit ist zu diesem Zeitpunkt bereits durch ein Wechselspiel der Kommunikationsvorrichtung 60, 62 bereits automatisch elektronisch reduziert. If the coupling contact 40 is located with an offset above the catch area 22, this is correctly aligned by the travel movement in the catch area 22. At this point in time, the driving speed is already automatically electronically reduced by an interplay of the communication devices 60, 62.
Der Kopplungskontakt 40 wird dann mit dem Bodenkontaktbereich 20 durch die weitere The coupling contact 40 is then with the ground contact area 20 by the other
Fahrbewegung in Kontakt gebracht. Movement brought into contact.
Sobald die Kontaktierung hergestellt wurde wird der Fahrer darüber informiert. Das System ist dabei so ausgelegt, dass es noch möglich ist, bis zu 50 cm nach der ersten Kontaktierung weiterzufahren, um ein Abreißen der Kopplungsvorrichtung zu vermeiden. Das Elektrofahrzeug wird dabei bevorzugt automatisch elektrisch abgebremst. As soon as contact is established, the driver will be informed. The system is designed so that it is still possible to continue up to 50 cm after the first contact in order to avoid tearing off the coupling device. The electric vehicle is preferably automatically braked electrically.
Ladevorqanq Loading advance
Vor dem Beginn des Ladevorgangs wird das Elektrofahrzeug zunächst elektronisch gegen das Wegfahren gesichert. Before the charging process begins, the electric vehicle is first electronically secured against moving away.
Dann bekommt die Fahrzeugeinheit 3 die Freigabe, dass das Laden aktiviert werden darf. In diesem Moment wird auch eine Ladekommunikation aktiviert und der Ladevorgang läuft wie gewöhnlich ab. Then the vehicle unit 3 receives the approval that the charging may be activated. At this moment, charging communication is also activated and the charging process proceeds as usual.
Beendigung des Ladevorqanqs Der Ladevorgang wird entweder automatisch beim Erreichen der vollständigen Ladung oder durch eine manuell vom Fahrer vorgegebenen Befehl beendet. End of the charging process The charging process is either ended automatically when the full charge is reached or by a command specified manually by the driver.
In diesem Moment wird die Bereitstellung des Stroms unterbrochen und die Ladeleitungen potentialfrei geschaltet.
Da die physische Verbindung zwischen der Fahrzeugeinheit 3 und der Bodeneinheit 2 weiterhin bestehen bleibt, könnte der Ladevorgang theoretisch wieder aktiviert werden. Gleichzeitig steht die Trakionsbatterie 1 10 des Elektrofahrzeugs in dieser Zeit auch als dezentraler Energiespeicher zur Verfügung. At this moment, the supply of electricity is interrupted and the charging lines are isolated. Since the physical connection between the vehicle unit 3 and the floor unit 2 continues to exist, the charging process could theoretically be reactivated. At the same time, the traction battery 110 of the electric vehicle is also available as a decentralized energy store during this time.
Die Trennung der Verbindung von Fahrzeugeinheit 3 und Bodeneinheit 2 wird wieder mit Hilfe einer Fahrzeug beweg ung in Fahrzeuglängsrichtung durch eine Ziehbewegung The separation of the connection between vehicle unit 3 and floor unit 2 is again with the help of a vehicle movement in the vehicle longitudinal direction by a pulling movement
am Kopplungskontakt 40 erreicht. reached at the coupling contact 40.
Sobald der Kopplungskontakt 40 vollständig aus Bodenkontaktbereich 20 entfernt wurde und sich wieder über dem Fangbereich 22 befindet wird die Fahrzeugeinheit 3 automatisch den As soon as the coupling contact 40 has been completely removed from the ground contact area 20 and is again above the catching area 22, the vehicle unit 3 will automatically
Kopplungskontakt 40 einfahren und die Abdeckungsvorrichtung 8 schließen. Das Fahrzeug ist zu diesem Zeitpunkt bereits fahrbereit, wodurch keine Verzögerung beim Ausparken entsteht. Retract coupling contact 40 and close cover device 8. The vehicle is already ready to drive at this point, which means there is no delay when parking.
Kommunikation communication
Die Kommunikationsvorrichtung 60, 62 kann folgende Funktionen übernehmen: Verbindunqsaufbau / Start Ladevorqanq The communication device 60, 62 can take on the following functions: connection establishment / start charging process
Die Kommunikationsmodule 60, 62 - beispielsweise Bluetooth-Module - sind aktiviert und befinden sich kontinuierlich im Suchmodus. Sobald sich das Elektrofahrzeug 100 mit der eingebauten Fahrzeugeinheit 3 auf ca. 10m derThe communication modules 60, 62 - for example Bluetooth modules - are activated and are continuously in the search mode. As soon as the electric vehicle 100 with the built-in vehicle unit 3 is about 10 m
Bodeneinheit 2 nähert, wird automatisch die Bluetooth— Verbindung zwischen den beiden Einheiten hergestellt. Sollte der Fahrer es nicht wünschen automatisch zu laden, besteht hier noch die Möglichkeit, das automatische Laden zu deaktivieren. Dann wird automatisch die Anmeldung der Fahrzeugeinheit 3 an der Bodeneinheit 2 über die bestehende Bluetooth— Verbindung hergestellt. When the ground unit 2 approaches, the Bluetooth connection between the two units is automatically established. If the driver does not wish to charge automatically, there is still the option to deactivate the automatic charging. Then the registration of the vehicle unit 3 on the floor unit 2 is automatically established via the existing Bluetooth connection.
Ist eine positive Anmeldung durchgeführt worden, können in der Bodeneinheit 2 LEDs aufleuchten, um den Fahrer zu„seiner“ Bodeneinheit 2 zu leiten, falls es mehrere Bodeneinheiten 2 in dem
Bereich gibt. If a positive registration has been carried out, 2 LEDs can light up in the floor unit in order to guide the driver to “his” floor unit 2 if there are several floor units 2 in the Area there.
Sobald sich das Elektrofahrzeug 100 auf wenige Meter der Bodeneinheit GU nähert, öffnen sich die entsprechenden Abdeckungsklappen und legen Bodeneinheit 2 und Fahrzeugeinheit 3 so frei, dass eine Kopplungsvorrichtung 4 eine Kopplung durchführen kann. As soon as the electric vehicle 100 approaches the floor unit GU for a few meters, the corresponding cover flaps open and expose the floor unit 2 and vehicle unit 3 so that a coupling device 4 can carry out a coupling.
In der Fahrzeugeinheit 3 kann ein Lichtsensor aktiviert werden, der nach den leuchtenden LEDs der Bodeneinheit 2 sucht, um dann eine elektrische Verbindung auf die oben beschriebene Wiese hersteilen zu können. A light sensor can be activated in the vehicle unit 3, which searches for the illuminated LEDs of the floor unit 2 in order to then be able to establish an electrical connection in the manner described above.
Sobald der Kopplungskontakt 40 mit dem Bodenkontaktbereich 20 elektrisch leitend verbunden ist, wird auch eine Kommunikation der Ladeeinheit 200 mit der Fahrzeugeinheit 3 über die elektrische Kontaktierung freigeschaltet. Verbindunqsabbau / Stop Ladevorqanq As soon as the coupling contact 40 is electrically conductively connected to the ground contact area 20, communication between the charging unit 200 and the vehicle unit 3 is also activated via the electrical contact. Disconnection / Stop charging
Der Ladevorgang wir unterbrochen sobald der Fahrer das Kommando an das Elektrofahrzeug 100 sendet. (z.B. durch doppeltes Drücken an der Funkfernbedienung). Im gleichen Moment werden die LEDs der Bodeneinheit 2 wieder betrieben. The charging process is interrupted as soon as the driver sends the command to the electric vehicle 100. (e.g. by double pressing on the radio remote control). At the same moment, the LEDs of the base unit 2 are operated again.
Die Fahrzeugeinheit 3 öffnet somit die physikalischen Kommunikationskontakte über die elektrische Kontaktierung, wodurch der Ladevorgang beendet wird. Sobald die Beendigung des Ladevorgangs durch die Fahrzeugeinheit 3 erkannt wurde, wird das Elektrofahrzeug 100 wieder zum The vehicle unit 3 thus opens the physical communication contacts via the electrical contact, as a result of which the charging process is ended. As soon as the end of the charging process has been recognized by the vehicle unit 3, the electric vehicle 100 becomes again
Abfahren freigegeben. Shutdown released.
Wird erkannt, dass der Kopplungskontakt 40 den Bodenkontaktbereich 20 verlassen hat, kann die Kopplungsvorrichtung 4 den Kopplungskontakt wieder einfahren. If it is recognized that the coupling contact 40 has left the ground contact area 20, the coupling device 4 can retract the coupling contact again.
Sobald über die Funkverbindung festgestellt wird, dass sich das Fahrzeug von der Bodeneinheit 2 entfernt hat, werden die LEDs an der Bodeneinheit 2 ausschaltet und die As soon as it is established via the radio link that the vehicle has moved away from the floor unit 2, the LEDs on the floor unit 2 are switched off and the
Kommunikationsverbindung geht wieder in den Suchmodus für neue Fahrzeuge über. Communication link goes back to the search mode for new vehicles.
In den Figuren 6 bis 1 1 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der Ladevorrichtung 1 gezeigt, wobei
auch hier ein Elektrofahrzeug 100, welches über einen Traktionsbatterie 1 10 verfügt, automatisch mit einer Ladeeinheit 200 gekoppelt werden soll. 6 to 11 show a further exemplary embodiment of the charging device 1, wherein here too an electric vehicle 100, which has a traction battery 110, is to be automatically coupled to a charging unit 200.
Die Ladevorrichtung 1 umfasst wiederum eine Fahrzeugeinheit 3, welche im Elektrofahrzeug 100 in dessen Unterbodenbereich 120 angeordnet ist, und welche zumindest eine Kontaktierung der Traktionsbatterie 1 10 ermöglicht, um bei einer Verbindung mit der Ladeeinheit 200 entsprechend ein Laden der Traktionsbatterie 1 10 zu ermöglichen. The charging device 1 in turn comprises a vehicle unit 3 which is arranged in the underbody area 120 of the electric vehicle 100 and which at least enables the traction battery 110 to be contacted in order to enable the traction battery 110 to be correspondingly charged when connected to the charging unit 200.
Weiterhin ist ebenfalls eine Bodeneinheit 2 vorgesehen, mittels welcher durch eine Furthermore, a floor unit 2 is also provided, by means of which a
Relativ beweg ung zwischen der Bodeneinheit 2 und der Fahrzeugeinheit 3 mittels einer Relative movement between the floor unit 2 and the vehicle unit 3 by means of a
Kopplungsvorrichtung 4 eine elektrische Kontaktierung zwischen der Bodeneinheit 2 und der Fahrzeugeinheit 3 hergestellt werden kann. Coupling device 4 an electrical contact between the floor unit 2 and the vehicle unit 3 can be made.
In dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist in der Fahrzeugeinheit 3 ein Fahrzeugkontaktbereich 30 vorgesehen, in welchen ein Kopplungskontakt 40 der Kopplungsvorrichtung 4 durch eine In the exemplary embodiment shown, a vehicle contact area 30 is provided in the vehicle unit 3, in which a coupling contact 40 of the coupling device 4 by a
Relativ beweg ung zwischen Fahrzeugeinheit 3 und Bodeneinheit 2 eingeführt werden kann. Relative movement between vehicle unit 3 and floor unit 2 can be introduced.
Die Bodeneinheit 2 einschließlich der Kopplungsvorrichtung 4 wird in Figur 7 noch einmal in einer Draufsicht und in Figur 8 in einer seitlichen Ansicht gezeigt. The base unit 2 including the coupling device 4 is shown again in a top view in FIG. 7 and in a side view in FIG.
Die Kopplungsvorrichtung 4 der Bodeneinheit 2 umfasst dabei einen scherenförmigen The coupling device 4 of the base unit 2 comprises a scissor-shaped one
Verschiebungsarm 42, der eine Halteplattform 44 in Fahrzeuglängsrichtung X bewegen kann, wobei weiterhin an der Halteplattform 44 ein weiterer scherenförmiger Hubarm 46 vorgesehen ist, mittels welchem der Kopplungskontakt 40 angehoben werden kann. Displacement arm 42, which can move a holding platform 44 in the vehicle longitudinal direction X, a further scissor-shaped lifting arm 46 being provided on the holding platform 44, by means of which the coupling contact 40 can be raised.
Der Kopplungskontakt 40 kann mittels des scherenförmigen Verschiebungsarms 42 die The coupling contact 40 can by means of the scissors-shaped displacement arm 42
Halteplattform 44 in Fahrzeuglängsrichtung x relativ zu der Fahrzeugeinheit 3 positioniert werden und durch entsprechendes Anheben des Kopplungskontaktes 40 mittels des Hubarms 46 kann der Kopplungskontakt 40 in den Fahrzeugkontaktbereich 30 eingeführt werden. Holding platform 44 can be positioned in the longitudinal direction x of the vehicle relative to the vehicle unit 3, and by appropriately lifting the coupling contact 40 by means of the lifting arm 46, the coupling contact 40 can be introduced into the vehicle contact area 30.
Der Fahrzeugkontaktbereich 30 ist, zusammen mit der Fahrzeugeinheit 3, in der Figur 9 noch einmal gezeigt. Ein Fangbereich 32 ist am Fahrzeugkontaktbereich 30 vorgesehen, welcher das Einführen und Einfangen des Kopplungskontaktes 40 ermöglicht, wenn dieser ausgehend von der Halteplattform 44 durch den Hubarm 46 angehoben wird. Der Fangbereich kann auch Leitflächen
34 aufweisen. Durch den scherenförmigen Verschiebungsarm 42 kann dann eine Bewegung des Kopplungskontaktes 40 in Fahrzeuglängsrichtung X erfolgen, um auf diese Weise dann ein Einführen des Kopplungskontaktes 40 in den Fahrzeugkontaktbereich 30 zu ermöglichen. In den Figuren 10 und 1 1 sind die Bodeneinheit 2 und die Fahrzeugeinheit 3 noch einmal in den beiden möglichen Endposition gezeigt, nämlich in Figur 10 in einer Position, in welcher die Kopplungsvorrichtung 4 der Bodeneinheit 2 vollständig in die Bodeneinheit 2 zurückgezogen ist, sodass ein Überfahren der Bodeneinheit kollisionsfrei und problemlos möglich ist. Figur 1 1 hingegen zeigt die Bodeneinheit 2 mit einem ausgefahrenen Verschiebungsarm 42, welche die Halteplattform 44 in eine Position so verschoben hat, dass der Kopplungskontakt 40 mittels des Hubarms 46 in den Fahrzeugkontaktbereich 30 der Fahrzeugeinheit 3 eingeführt ist. The vehicle contact area 30, together with the vehicle unit 3, is shown again in FIG. 9. A catch area 32 is provided on the vehicle contact area 30, which enables the coupling contact 40 to be inserted and caught when it is raised by the lifting arm 46 starting from the holding platform 44. The catch area can also be guiding surfaces 34 have. A movement of the coupling contact 40 in the vehicle longitudinal direction X can then take place through the scissor-shaped displacement arm 42, in order in this way to enable the coupling contact 40 to be introduced into the vehicle contact area 30. In FIGS. 10 and 11, the floor unit 2 and the vehicle unit 3 are shown again in the two possible end positions, namely in FIG. 10 in a position in which the coupling device 4 of the floor unit 2 is completely retracted into the floor unit 2, so that a Driving over the floor unit is collision-free and possible without any problems. Figure 1 1, however, shows the floor unit 2 with an extended displacement arm 42, which has moved the holding platform 44 into a position such that the coupling contact 40 is inserted into the vehicle contact area 30 of the vehicle unit 3 by means of the lifting arm 46.
Verbinden Connect
Die Bodeneinheit 2 wurde einmal in der Garage ausgerichtet und der Fahrer parkt sein The floor unit 2 was aligned once in the garage and the driver was parked
Elektrofahrzeug 100 wie gewohnt. Electric vehicle 100 as usual.
Der physikalische Verbindungprozess von Bodeneinheit 2 und Fahrzeugeinheit 3 findet somit erst statt, sobald das Fahrzeug 100 sich mit der Bodeneinheit 2 authentifiziert hat, sich im Parkmodus befindet und die Zündung abgeschaltet ist. Dann wird das Fahrzeug auch elektronisch gegen das Wegfahren gesichert. The physical connection process between floor unit 2 and vehicle unit 3 therefore only takes place as soon as vehicle 100 has authenticated itself with floor unit 2, is in parking mode and the ignition is switched off. Then the vehicle is also electronically secured against driving away.
An der Fahrzeugeinheit 3 wird dann eine Positionierungsbeleuchtung aktiviert, welche durch die Bodeneinheit 2 ausgewertet kann. Die Positionierungsbeleuchtung ist mit einzelnen LEDs vorgesehen, welche die Lage des Fahrzeugkontaktbereichs 30 aufzeigt. Positioning lighting is then activated on the vehicle unit 3 and can be evaluated by the floor unit 2. The positioning lighting is provided with individual LEDs, which show the position of the vehicle contact area 30.
Mit Hilfe von Motoren an dem Verschiebungsarm 42 fährt die Bodeneinheit 2 nun den With the help of motors on the displacement arm 42, the floor unit 2 now drives the
Kopplungskontakt 40 unter das Fahrzeug. Coupling contact 40 under the vehicle.
Mit Hilfe von Lichtsensoren am Kopplungskontakt 40 ist es der Bodeneinheit 2 möglich, den Kopplungskontakt 40 unter dem Fahrzeug auszurichten, bis sich der Kopplungskontakt 40 unter einem Fangbereich 32 des Fahrzeugkontaktbereichs 30 befindet.
Dann wird der Kopplungskontakt 40 durch den Hubarm 46 an den Fangbereich 32 angelegt und der Verschiebungsarm 42 zieht den Kopplungskontakt 40 in Fahrzeuglängsrichtung und geführt durch Leitflächen 34 in den Fahrzeugkontaktbereich 30 zur Herstellung einer elektrischen Verbindung. Der Ladeprozess wird im nachfolgend gestartet. With the aid of light sensors on the coupling contact 40, the base unit 2 is able to align the coupling contact 40 under the vehicle until the coupling contact 40 is located under a catch area 32 of the vehicle contact area 30. Then the coupling contact 40 is applied by the lifting arm 46 to the catch area 32 and the displacement arm 42 pulls the coupling contact 40 in the longitudinal direction of the vehicle and is guided through guide surfaces 34 into the vehicle contact area 30 for establishing an electrical connection. The loading process is started in the following.
Ladevorqanq Loading advance
Sobald die Kontaktierung vollständig abgeschlossen ist, kann der Ladevorgang durch die As soon as the contacting has been completed, the charging process can be started by
Fahrzeugeinheit 3 freigegeben werden. Dabei wird auch die Ladekommunikation freigegeben und aktiviert. Vehicle unit 3 are released. The charging communication is also enabled and activated.
Der Ladevorgang verläuft dann wie gewöhnlich. Die beiden Scherenarme können beim Ladevorgang freilagernd geschaltet werden, so dass das Fahrzeug auch während des Ladevorgangs Be- und Entladen werden kann. The charging process then proceeds as usual. The two scissor arms can be switched freely during the loading process, so that the vehicle can be loaded and unloaded even during the loading process.
Beendigung des Ladevorqanqs Der Ladevorgang wird durch eine Benutzereingabe oder automatisch beendet. Completion of the loading process The loading process is ended by user input or automatically.
Die elektrische Verbindung zwischen der Fahrzeugeinheit 3 und der Bodeneinheit 2 wird in diesem Moment unterbrochen und damit auch die Ladekommunikation unterbrochen. Anschließend werden die Scherenarme wieder aktiviert und der Kopplungskontakt 40 durch eine Bewegung des Verschiebungsarms 42 in Fahrzeuglängsrichtung aus dem Fahrzeugkontaktbereich 30 heraus bewegt. The electrical connection between the vehicle unit 3 and the floor unit 2 is interrupted at this moment and thus also the charging communication is interrupted. The scissor arms are then reactivated and the coupling contact 40 is moved out of the vehicle contact area 30 by moving the displacement arm 42 in the longitudinal direction of the vehicle.
Die Scherenarme werden dann wieder eingefahren und eine Freigabe des Elektrofahrzeugs erfolgt erst dann, wenn die Scherenarme vollständig in der Bodeneinheit 2 eingefahren sind. The scissor arms are then retracted again and the electric vehicle is not released until the scissor arms have been completely retracted into the base unit 2.
Soweit anwendbar, können alle einzelnen Merkmale, die in den Ausführungsbeispielen dargestellt sind, miteinander kombiniert und/oder ausgetauscht werden, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen.
20
As far as applicable, all individual features that are shown in the exemplary embodiments can be combined and / or exchanged with one another without leaving the scope of the invention. 20th
Bezuaszeichenliste Reference list
1 Ladevorrichtung 1 loading device
100 Elektrofahrzeug 100 electric vehicle
1 10 T raktionsbatterie 1 10 traction battery
120 Unterboden des Elektrofahrzeug120 Underbody of the electric vehicle
2 Bodeneinheit 2 floor unit
20 Bodenkontaktbereich 20 ground contact area
22 Fangbereich 22 catch area
24 Leitfläche 24 guide surface
26 Dachbereich 26 roof area
3 Fahrzeugeinheit 3 vehicle unit
30 Fahrzeugkontaktbereich 30 vehicle contact area
32 Fangbereich 32 catch area
34 Leitfläche 34 guide surface
4 Kopplungsvorrichtung 4 coupling device
40 Kopplungskontakt 40 coupling contact
42 Verschiebungsvorrichtung 42 displacement device
44 Platte 44 plate
46 Hubvorrichtung 46 lifting device
5 Reinigungsvorrichtung 5 cleaning device
60, 62 Kommunikationsvorrichtung 60, 62 communication device
7 Abdeckungsvorrichtung7 cover device
8 Abdeckungsvorrichtung X Fahrzeuglängsrichtung
8 Cover device X vehicle longitudinal direction
Claims
1. Ladevorrichtung (1 ) zum Laden einer Traktionsbatterie (1 10) eines Elektrofahrzeugs (100), umfassend: A charging device (1) for charging a traction battery (1 10) of an electric vehicle (100), comprising:
eine Bodeneinheit (2), welche dazu ausgebildet und eingerichtet ist, im Bereich einer Fahrbahn für das Elektrofahrzeug (100) angeordnet zu werden und einen Ladestrom bereit zu stellen, a floor unit (2) which is designed and set up to be arranged in the region of a roadway for the electric vehicle (100) and to provide a charging current,
eine Fahrzeugeinheit (3), welche dazu ausgebildet und eingerichtet ist, im Unterboden (120) des Elektrofahrzeugs (100) angeordnet zu werden und welche mit der a vehicle unit (3) which is designed and set up to be arranged in the underbody (120) of the electric vehicle (100) and which is connected to the
Traktionsbatterie (1 10) zur Zuführung eines Ladestroms verbunden ist, und Traction battery (1 10) is connected to supply a charging current, and
eine Kopplungsvorrichtung (4), welche dazu ausgebildet und eingerichtet ist, die a coupling device (4) which is designed and set up for this purpose
Bodeneinheit (2) und die Fahrzeugeinheit (3) zur Übertragung eines Ladestroms automatisch miteinander zu koppeln, dadurch gekennzeichnet, dass die Kopplungsvorrichtung (4) dazu ausgebildet und eingerichtet ist, dass das Koppeln durch eine Relativbewegung der Bodeneinheit (2) und der Fahrzeugeinheit (3) in Automatically coupling the floor unit (2) and the vehicle unit (3) for the transmission of a charging current, characterized in that the coupling device (4) is designed and set up so that the coupling is caused by a relative movement of the floor unit (2) and the vehicle unit (3 ) in
Fahrzeuglängsrichtung erreicht wird. Longitudinal vehicle direction is reached.
2. Ladevorrichtung (1 ) gemäß Anspruch 1 , durch gekennzeichnet, dass die 2. Loading device (1) according to claim 1, characterized in that the
Kopplungsvorrichtung (4) in der Fahrzeugeinheit (3) aufgenommen ist, wobei die Coupling device (4) is accommodated in the vehicle unit (3), the
Kopplungsvorrichtung (4) einen Kopplungskontakt (40) aufweist und dazu ausgebildet und eingerichtet ist, den Kopplungskontakt (40) zur Kopplung mit einem Bodenkontaktbereich (20) der Bodeneinheit (2) abzusenken. Coupling device (4) has a coupling contact (40) and is designed and set up to lower the coupling contact (40) for coupling to a ground contact area (20) of the ground unit (2).
3. Ladevorrichtung (1 ) gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die 3. Loading device (1) according to claim 2, characterized in that the
Kopplungsvorrichtung (4) einen Kopplungsarm (48) umfasst, der dazu ausgebildet und eingerichtet ist, den Kopplungskontakt (40) abzusenken und mit dem Bodenkontaktbereich (20) der Bodeneinheit (2) zu koppeln, wobei der Kopplungsarm bevorzugt in Coupling device (4) comprises a coupling arm (48) which is designed and set up to lower the coupling contact (40) and to couple it to the ground contact region (20) of the ground unit (2), the coupling arm preferably in
Fahrzeugquerrichtung elastisch ausgebildet ist. Vehicle transverse direction is elastic.
4. Ladevorrichtung (1 ) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch 4. Loading device (1) according to one of the preceding claims, characterized
gekennzeichnet, dass die Bodeneinheit (2) einen Bodenkontaktbereich (20) aufweist, der dazu ausgebildet und eingerichtet ist, mit einem Kopplungskontakt (40) der
Kopplungsvorrichtung (4) in elektrisch leitenden Kontakt gebracht zu werden, wobei der Bodenkontaktbereich (20) bevorzugt in Form einer Kontaktschiene ausgebildet ist. characterized in that the floor unit (2) has a floor contact area (20) which is designed and set up with a coupling contact (40) of the Coupling device (4) to be brought into electrically conductive contact, the ground contact region (20) preferably being in the form of a contact rail.
5. Ladevorrichtung (1 ) gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Bodeneinheit (2) einen Fangbereich (22) aufweist, der dazu ausgebildet und eingerichtet ist, einen Kopplungskontakt (40) der Kopplungsvorrichtung (4) so zu leiten, dass er bei einer Relativ beweg ung zwischen der Bodeneinheit (2) und der Fahrzeugeinheit (3) in 5. Charging device (1) according to claim 4, characterized in that the base unit (2) has a catch area (22) which is designed and set up to conduct a coupling contact (40) of the coupling device (4) so that it a relative movement between the floor unit (2) and the vehicle unit (3) in
Fahrzeuglängsrichtung in den Bodenkontaktbereich (20) eintritt. Longitudinal vehicle enters the ground contact area (20).
6. Ladevorrichtung (1 ) gemäß Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die 6. Loading device (1) according to claim 1, characterized in that the
Kopplungsvorrichtung (4) in der Bodeneinheit (3) aufgenommen ist, wobei die Coupling device (4) is accommodated in the base unit (3), the
Kopplungsvorrichtung (4) einen Kopplungskontakt (40) aufweist und dazu ausgebildet und eingerichtet ist, den Kopplungskontakt (40) zur Kopplung mit einem Coupling device (4) has a coupling contact (40) and is designed and set up for this purpose, the coupling contact (40) for coupling to a
Fahrzeugkontaktbereich (30) der Fahrzeugeinheit (30) anzuheben. Lift vehicle contact area (30) of the vehicle unit (30).
7. Ladevorrichtung (1 ) gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die 7. Loading device (1) according to claim 6, characterized in that the
Kopplungsvorrichtung (4) einen Verschiebungsarm (42) umfasst, der dazu ausgebildet und eingerichtet ist, den Kopplungskontakt (40) in Fahrzeuglängsrichtung zu bewegen und den Kopplungskontakt (40) mit dem Fahrzeugkontaktbereich (20) der Fahrzeugeinheit (2) zu koppeln und wobei die Kopplungsvorrichtung (4) einen Hubarm (46) umfasst, der dazu ausgebildet und eingerichtet ist, den Kopplungskontakt (40) anzuheben, wobei der Verschiebungsarm (42) und/oder der Hubarm (46) bevorzugt als Scherenarme ausgebildet sind. Coupling device (4) comprises a displacement arm (42) which is designed and set up to move the coupling contact (40) in the longitudinal direction of the vehicle and to couple the coupling contact (40) to the vehicle contact area (20) of the vehicle unit (2), and wherein the coupling device (4) comprises a lifting arm (46) which is designed and set up to raise the coupling contact (40), the displacement arm (42) and / or the lifting arm (46) preferably being designed as scissor arms.
8. Ladevorrichtung (1 ) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch 8. Loading device (1) according to one of the preceding claims, characterized
gekennzeichnet, dass an der Bodeneinheit (2) und/oder oder an der Fahrzeugeinheit (3) eine Reinigungsvorrichtung (5 )vorgesehen ist, welche zum Reinigen eines characterized in that a cleaning device (5) is provided on the floor unit (2) and / or on the vehicle unit (3), which is used to clean a
Bodenkontaktbereichs (20) und/oder eines Fahrzeug kontaktbereichs (30) und/oder eines Kopplungskontakts (40) ausgebildet und eingerichtet ist und bevorzugt einen Luftstrom, eine Bürstbewegung, einen Wasserschwalls oder einen Wasserstrahl aufbringt oder eine Reinigung durch das Betätigen einer Reinigungsmaske erreicht. Ground contact area (20) and / or a vehicle contact area (30) and / or a coupling contact (40) is formed and set up and preferably applies an air flow, a brushing movement, a water surge or a water jet or achieves cleaning by actuating a cleaning mask.
9. Ladevorrichtung (1 ) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch 9. Loading device (1) according to one of the preceding claims, characterized
gekennzeichnet, dass eine Abdeckungsvorrichtung (7) zum Abdecken des characterized in that a cover device (7) for covering the
Bodenkontaktbereichs (20) und/oder zum Abdecken des Fahrzeugkontaktbereichs (30) und/oder zum Abdecken des Kopplungskontakts (40) vorgesehen ist.
Ground contact area (20) and / or for covering the vehicle contact area (30) and / or for covering the coupling contact (40) is provided.
10. Ladevorrichtung (1 ) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Kommunikationsvorrichtung (60, 62) vorgesehen ist, die zur Herstellung einer Kommunikation zwischen der Bodeneinheit (2) und der Fahrzeugeinheit (3) eingerichtet und ausgebildet ist, um bevorzugt eine Authentifizierung des Fahrzeugs für den vorgesehenen Ladevorgang, eine genauere Positionierung der Bodeneinheit (2) bezüglich der Fahrzeugeinheit (3) oder eine Freigabe des Fahrzeugs (100) nach Abschluss des Ladevorgangs ermöglicht.
10. Loading device (1) according to one of the preceding claims, characterized in that a communication device (60, 62) is provided, which is set up and designed to establish communication between the floor unit (2) and the vehicle unit (3), preferably an authentication of the vehicle for the intended charging process, a more precise positioning of the floor unit (2) with respect to the vehicle unit (3) or a release of the vehicle (100) after the charging process is complete.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
Ref document number: 19778467 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |
|
NENP | Non-entry into the national phase |
Ref country code: DE |
|
122 | Ep: pct application non-entry in european phase |
Ref document number: 19778467 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |