DE102018123350A1 - Charging device for charging an electric vehicle - Google Patents

Abstract

Translated fromGerman

Die vorliegende Erfindung betrifft Ladevorrichtung (1) zum Laden einer Traktionsbatterie (110) eines Elektrofahrzeugs (100), umfassend 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, weiterhin umfassend eine Fahrzeugeinheit (3), welche dazu ausgebildet und eingerichtet ist, im Unterboden (120) des Elektrofahrzeugs (100) angeordnet zu werden und welche mit der Traktionsbatterie (110) zur Zuführung eines Ladestroms verbunden ist, und weiterhin umfassend eine Kopplungsvorrichtung (4), welche dazu ausgebildet und eingerichtet ist, die Bodeneinheit (2) und die Fahrzeugeinheit (3) zur Übertragung eines Ladestroms automatisch miteinander zu koppeln, wobei die Kopplungsvorrichtung (4) dazu ausgebildet und eingerichtet ist, dass das Koppeln durch eine Relativbewegung der Bodeneinheit (2) und der Fahrzeugeinheit (3) in Fahrzeuglängsrichtung erreicht wird.

The invention relates to a charging device (1) for charging a traction battery (110) of an electric vehicle (100), comprising a floor unit (2) which is designed and set up to be arranged in the area of a roadway for the electric vehicle (100) and one To provide charging current, further comprising 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 traction battery (110) for supplying a charging current, and further comprising a coupling device (4) which is designed and set up to automatically couple the base unit (2) and the vehicle unit (3) to one another for transmitting a charging current, the coupling device (4) being designed and set up so that the coupling is carried out by a relative movement of the floor unit (2) and the vehicle unit (3) in the vehicle longitudinal direction is achieved.

Description

Translated fromGerman

Technisches GebietTechnical 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 TechnikState of the art

Bei der Verwendung von mit Batterien betriebenen Elektrofahrzeugen ist es notwendig, die im 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 Kilometerzahl bedingen entsprechend den Bedarf nach mehr oder weniger häufigem Laden des Elektrofahrzeugs.When using electric vehicles powered by batteries, it is necessary to charge the batteries accommodated in the electric vehicle, 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 number of kilometers driven accordingly necessitate 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.In order to automate the process of connecting the electric vehicle to a charging station or wall box, and in this way to save time and effort for the user and to increase comfort, various devices for the automated connection of electric vehicles to charging devices are known.

So ist beispielsweise aus derDE 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.For example, from the DE 10 2016 008 982 A1 a charging arrangement for automatically charging an electrical energy storage device of a motor vehicle is known, 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 making it possible to contact a corresponding socket provided in the underbody of the motor vehicle.

Aus derDE 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.From the DE 10 2014 226 371 A1 discloses a charging station for charging an energy store in a vehicle, in which contacting of the energy store in the motor vehicle is also carried out by moving a contact head into a charging socket arranged in the underbody of a vehicle in that the movement is carried out perpendicular to the plane formed by the underbody becomes.

Darstellung der ErfindungPresentation of the invention

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.On the basis of 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. Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen, der vorliegenden Beschreibung sowie den beigefügten Figuren.This object is achieved by a loading device with the features ofclaim 1. 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 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 Fahrzeuglängsrichtung erreicht wird.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 a coupling device which is designed and set up to electrically couple the floor unit and the vehicle unit to transmit a charging current. According to the invention, the coupling device is designed and set up such that the coupling is achieved by a relative movement of the floor unit and the vehicle unit in the longitudinal direction of the vehicle.

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 Kontaktierung beziehungsweise zusätzliche Bewegungen des Kontaktierungselementes in anderen Richtungen nicht mehr notwendig.Corresponding are additional movements of the electric vehicle for establishing the contact or additional movements of the contacting element in other directions is no longer necessary.

Weiterhin ist durch die genannte Ausgestaltung eine besonders robuste Ausbildung der 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.Furthermore, a particularly robust design of the coupling device is possible due to the above-mentioned configuration, 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 Relativbewegung 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.Furthermore, by coupling the floor unit to the vehicle unit by means of a relative movement in the longitudinal direction of the vehicle, it 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 Bodenkontaktbereich der Bodeneinheit abzusenken.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 lower the coupling contact for coupling to a 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.The result of this is that the electric vehicle always carries the coupling device with it and the coupling between the coupling unit and the floor unit can be established by the movement in the longitudinal direction of the vehicle which is carried out by the electric vehicle anyway.

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 Kopplungsvorrichtung in elektrisch leitenden Kontakt gebracht zu werden, wobei der Bodenkontaktbereich bevorzugt in Form einer Kontaktschiene ausgebildet ist. Durch die Ausbildung des Bodenkontaktbereichs kann eine besonders robuste Herstellung der Kontaktierung erreicht werden.In a further preferred embodiment, the floor unit has a floor contact area which is designed and set up to be brought into electrically conductive contact with a coupling contact of the coupling device, the floor contact area preferably being 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.

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 Relativbewegung zwischen der Bodeneinheit und der Fahrzeugeinheit in Fahrzeuglängsrichtung in den Bodenkontaktbereich eintritt. Damit kann auch bei einem Versatz ein zuverlässiges Kontaktieren ermöglicht werden.The floor unit particularly preferably has a catch area which is designed and set up to conduct a coupling contact of the coupling device in such a way 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 enables reliable contacting even in the event of an offset.

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. This enables an alternative, reliable and simple automatic contacting, 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 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 ausgebildetThe coupling device preferably comprises a displacement arm which is designed and set up to move the coupling contact in the longitudinal direction of the vehicle and to couple the coupling contact to the vehicle contact area of the vehicle unit, and the coupling device comprises a lifting arm which is designed and set up to raise the coupling contact, wherein the displacement arm and / or the lifting arm are preferably 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 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.Preferably, a cleaning device is provided on the floor unit and / or on the vehicle unit, which cleans the respective floor contact areas or vehicle contact areas or before the contact between the floor unit and the vehicle unit is actually established 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 Authentifizierung für den vorgesehenen Ladevorgang ermöglicht sowie eine genauere 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.Furthermore, a communication device for establishing communication between the floor unit and the vehicle unit can be provided, which, for example, enables authentication for the intended charging process and enables more precise positioning of both the electric vehicle and the contacting device. 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 if the vehicle unit is at a certain distance from the floor unit.

Bevorzugt ist eine Abdeckungsvorrichtung zum Abdecken des Bodenkontaktbereichs und/oder zum Abdecken des Fahrzeugkontaktbereichs 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.A covering device is preferably provided for covering the ground contact area and / or for covering the vehicle contact area and / or 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.

FigurenlisteFigure list

Bevorzugte weitere Ausführungsformen der Erfindung werden durch die nachfolgende Beschreibung der Figuren näher erläutert. Dabei zeigen:

• 1 schematische Darstellung der Ladevorrichtung mit einer Bodeneinheit und einer Fahrzeugeinheit;
• 2 eine schematische Draufsicht auf eine Bodeneinheit;
• 3 eine schematische Seitenansicht der Fahrzeugeinheit in Kombination mit der Kopplungsvorrichtung und einer schematisch dargestellten Bodeneinheit;
• 4 eine schematische, perspektivische Darstellung der Fahrzeugeinheit, der Bodeneinheit sowie der Kopplungsvorrichtung beim Prozess des Verbinden der Fahrzeugeinheit mit der Bodeneinheit;
• 5 eine schematische, perspektivische Ansicht des Verbindungsvorganges in einem weiteren Ausführungsbeispiel, bei welchem ein leichter Versatz zwischen der Bodeneinheit und der Fahrzeugeinheit vorliegt;
• 6 eine schematische Seitenansicht einer Ladevorrichtung in einer weiteren Ausgestaltung, bei welcher die Kopplungsvorrichtung in der Bodeneinheit vorgesehen ist;
• 7 eine schematische Draufsicht auf die Ladevorrichtung gemäß6, welche mit dem scherenförmigen Verschiebungsarm ausgebildet ist;
• 8 eine schematische Seitenansicht der in den6 und7 gezeigten Ausführung;
• 9 eine schematische Darstellung des Verbindungsvorganges zwischen der Fahrzeugeinheit und der Kontaktierungsvorrichtung der Bodeneinheit in einer weiteren Ausgestaltung;
• 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;
• 11 eine schematische Darstellung aus10 , jedoch nun mit ausgefahrener Kopplungsvorrichtung, welche die Bodeneinheit mit der Fahrzeugeinheit elektrisch verbindet.

Preferred further embodiments of the invention are explained in more detail by the following description of the figures. Show:

• 1 schematic representation of the loading device with a floor unit and a vehicle unit;
• 2nd a schematic plan view of a floor unit;
• 3rd a schematic side view of the vehicle unit in combination with the coupling device and a schematically shown floor unit;
• 4th is a schematic, perspective view of the vehicle unit, the floor unit and the coupling device in the process of connecting the vehicle unit to the floor unit;
• 5 a schematic, perspective view of the connection process in a further embodiment, in which there is a slight offset between the floor unit and the vehicle unit;
• 6 is a schematic side view of a loading device in a further embodiment, in which the coupling device is provided in the base unit;
• 7 a schematic plan view of the loading device according to 6 , which is formed with the scissor-shaped displacement arm;
• 8th is a schematic side view of the in the 6 and 7 shown execution;
• 9 a schematic representation of the connection process between the vehicle unit and the contacting device of the floor unit in a further embodiment;
• 10th 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;
• 11 a schematic representation 10th , but now with the coupling device extended, which electrically connects the floor unit to the vehicle unit.

Detaillierte Beschreibung bevorzugter AusführungsbeispieleDetailed description of preferred 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.

In1 ist schematisch eine Ladevorrichtung1 gezeigt, mittels welcher ein ebenfalls schematisch gezeigtes Elektrofahrzeug100, beziehungsweise eine in dem Elektrofahrzeug100 aufgenommene Traktionsbatterie110 zur Bereitstellung von Energie zum Antrieb eines Elektroantriebs, aufgeladen werden kann.In 1 is a schematic of aloading device 1 shown, by means of which an also schematically shownelectric vehicle 100 , or one in theelectric vehicle 100 recordedtraction battery 110 to provide energy to drive an electric drive.

Die Ladevorrichtung1 umfasst eine Bodeneinheit2, welche im Bereich der von dem zu ladenden Elektrofahrzeug100 befahrenen Fahrbahn angeordnet ist. Die Bodeneinheit2 kann entsprechend beispielsweise im Bereich eines Garagenbodens, einer Straße, einer Parkbucht, eines Stellplatzes in einem Parkhaus etc. vorgesehen sein.Thecharger 1 includes a floor unit 2nd which are in the range of the electric vehicle to be charged 100 traffic lane is arranged. The ground unit 2nd can accordingly in the area of a garage floor, for example Street, a parking bay, a parking space in a parking garage, etc. may be provided.

Die Bodeneinheit2 ist so ausgestaltet, dass das Elektrofahrzeug100 über sie hinwegfahren kann, ohne dass das Elektrofahrzeug100 oder die Bodeneinheit2 dadurch beschädigt werden. Mit anderen Worten baut die Bodeneinheit2 in ihrem vollständig in dem jeweiligen von dem Elektrofahrzeug100 befahrenen Fahrbahnbereich nicht so hoch, dass die Bodeneinheit2 mit dem Unterboden120 des Elektrofahrzeugs100 kollidieren würde.The ground unit 2nd is designed so that theelectric vehicle 100 can drive over them without theelectric vehicle 100 or the ground unit 2nd damaged. In other words, the floor unit builds 2nd in their completely in the particular of theelectric vehicle 100 traffic area not so high that the floor unit 2nd with theunderbody 120 of theelectric vehicle 100 would collide.

Die Bodeneinheit2 ist dazu ausgebildet und eingerichtet, einen Ladestrom zum Laden des Elektrofahrzeugs bereit zu stellen.The ground unit 2nd is designed and set up to provide a charging current for charging the electric vehicle.

Die Bodeneinheit2 kann eine Ladeeinheit200 umfassen, welche entsprechend an ein Stromnetz oder eine andere Energiezuführung angeschlossen ist, und welche einen Ladestrom zum Laden des Elektrofahrzeugs100 beziehungsweise der Traktionsbatterie110 des Elektrofahrzeuges100 an der Bodeneinheit2 bereitstellt.The ground unit 2nd can be aloading unit 200 comprise, which is connected to a power supply or another energy supply, and which has a charging current for charging theelectric vehicle 100 or thetraction battery 110 of theelectric vehicle 100 on the floor unit 2nd provides.

In der Ladeeinheit200 können beispielsweise - wie in einer herkömmlichen Wallbox oder Ladesäule auch - eine oder mehrere der Baugruppen Spannungsregler, Gleichrichter, Ladesteuerung, Kommunikationseinheit, Anzeige zum Kommunizieren des Ladezustandes, Sicherungselemente wie beispielsweise Sicherungen, Fehlerstromschutzschalter oder andere Sicherungsvorrichtungen vorgesehen sein.In theloading unit 200 For example - as in a conventional wall box or charging station - one or more of the modules voltage regulator, rectifier, charge 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 in1 gezeigten Ausführungsbeispiel der Ladevorrichtung1 ist die Ladeeinheit200 in Form einer sogenannten Wallbox210 vorgesehen, welche entsprechend an einer Wand beispielsweise einer Garage oder einer einen Stellplatz begrenzenden Wand angeordnet ist. Die Ladeeinheit200 kann auch in einer beispielsweise am Straßenrand oder am Rand eines Stellplatzes oder einer Parkbucht angeordneten Ladesäule vorgesehen sein.In the in 1 shown embodiment of theloading device 1 is theloading unit 200 in the form of a so-calledwall box 210 provided which is arranged accordingly on a wall, for example a garage or a wall delimiting a parking space. Theloading unit 200 can also be provided in a charging station arranged, for example, on the roadside or on the edge of a parking space or a parking bay.

Die Ladeeinheit200 kann auch vollständig in die Bodeneinheit2 integriert sein, so dass die Bodeneinheit2 eine in sich abgeschlossene Einheit zum Bereitstellen, Steuern und Absichern des Ladestroms bereitstellt. Mit anderen Worten kann die Bodeneinheit2 so ausgebildet sein, dass sie lediglich an ein Stromnetz angeschlossen werden muss.Theloading unit 200 can also completely into the floor unit 2nd be integrated so that the floor unit 2nd provides a self-contained unit for providing, controlling and securing the charging current. In other words, the floor unit 2nd be designed so that it only has to be connected to a power grid.

In einer anderen Weiterbildung sind Baugruppen der Ladeeinheit200 in der Bodeneinheit2 vorgesehen und andere Baugruppen der Ladeeinheit200 in einer davon beabstandet angeordneten Wallbox210 vorgesehen sein.In another development, modules of theloading unit 200 in the floor unit 2nd provided and other assemblies of theloading unit 200 in a wall box arranged at a distance from it 210 be provided.

Die Ladevorrichtung1 umfasst weiterhin eine im Unterboden120 des Elektrofahrzeugs100 angeordnete Fahrzeugeinheit3, welche im Bereich des Unterbodens120 des Elektrofahrzeugs100 vorgesehen ist. Die Fahrzeugeinheit3 steht mit der Traktionsbatterie110 des Elektrofahrzeugs100 in Kommunikation und ermöglicht ein Laden der Traktionsbatterie110 des Elektrofahrzeugs100, wenn die Fahrzeugeinheit3 elektrisch mit der Bodeneinheit2 in Kontakt steht und ein Ladestrom freigegeben ist.Thecharger 1 also includes one in theunderbody 120 of theelectric vehicle 100 arranged vehicle unit 3rd which in the area of theunderbody 120 of theelectric vehicle 100 is provided. The vehicle unit 3rd stands with thetraction battery 110 of theelectric vehicle 100 in communication and enables the traction battery to be charged 110 of theelectric vehicle 100 when the vehicle unit 3rd electrically with the floor unit 2nd is in contact and a charging current is released.

Die Fahrzeugeinheit3 kann eine Ladesteuerung für die Traktionsbatterie110 des Elektrofahrzeugs100 bereitstellen, sodass lediglich eine elektrische Verbindung zwischen der Bodeneinheit2 der Fahrzeugeinheit3 hergestellt werden muss, ein Ladestrom von der Bodeneinheit2 freigegeben sein muss und der eigentliche Ladevorgang der Traktionsbatterie110 dann von der Fahrzeugeinheit3 gesteuert wird.The vehicle unit 3rd can be a charge control for thetraction battery 110 of theelectric vehicle 100 provide so that only an electrical connection between the floor unit 2nd the vehicle unit 3rd must be established, a charging current from the floor unit 2nd must be released and the actual charging process of thetraction battery 110 then from the vehicle unit 3rd is controlled.

Die Fahrzeugeinheit3 kann aber auch lediglich einen bereits von der Bodeneinheit3 bereitgestellten und konditionierten Ladestrom an die Traktionsbatterie110 übergeben. Mit anderen Worten kann die Fahrzeugeinheit3 entweder die Ladesteuerung vollständig übernehmen, oder nur für die Kontaktierung der Traktionsbatterie110 vorgesehen sein, oder zwischen Stufen zwischen diesen beiden Zuständen ausfüllen und beispielsweise nur eine Ladestrombegrenzung bereitstellen.The vehicle unit 3rd but can also only be one of the floor unit 3rd provided and conditioned charging current to thetraction battery 110 to hand over. In other words, the vehicle unit 3rd either take over the charge control completely, or only for contacting thetraction battery 110 be provided, or fill in between stages between these two states and, for example, only provide a charging current limitation.

Eine Kopplungsvorrichtung4 ist vorgesehen, mittels welcher eine elektrische Kopplung zwischen der Bodeneinheit2 und der Fahrzeugeinheit3 hergestellt werden kann.A coupling device 4th is provided, by means of which an electrical coupling between the floor unit 2nd and the vehicle unit 3rd can be manufactured.

Die Kopplungsvorrichtung4 ist in dem in1 gezeigten Ausführungsbeispiel an der Fahrzeugeinheit3 so angeordnet, dass ein Kopplungskontakt40 der Kopplungseinrichtung4 bei einer Annäherung Fahrzeugeinheit3 an die Bodeneinheit2 automatisch von der Fahrzeugeinheit3 soweit abgesenkt wird, dass der Kopplungskontakt40 mit einem Bodenkontaktbereich20 der Bodeneinheit2 in Kontakt gebracht wird, wenn die Fahrzeugeinheit3 relativ zur Bodeneinheit2 in Richtung der Fahrzeuglängsrichtungx bewegt wird.The coupling device 4th is in the in 1 Embodiment shown on the vehicle unit 3rd arranged so that acoupling contact 40 the coupling device 4th when the vehicle unit approaches 3rd to the floor unit 2nd automatically from the vehicle unit 3rd is lowered so far that thecoupling contact 40 with a ground contact area 20th the floor unit 2nd is brought into contact when the vehicle unit 3rd relative to the floor unit 2nd in the direction of the vehicle's longitudinal direction x is moved.

Mit anderen Worten findet eine Kontaktierung zwischen der Fahrzeugeinheit3 und der Bodeneinheit2 mittels der Kopplungsvorrichtung4 dadurch statt, dass sich das Elektrofahrzeug100 in seiner Fahrzeuglängsrichtungx vorwärts bewegt, dann bei einer vorgegebenen Annäherung der Fahrzeugeinheit3 der Kopplungskontakt40 der Kopplungsvorrichtung4 nach unten hin ausgefahren wird und dann durch die weitere Bewegung des Elektrofahrzeugs100 in Fahrzeuglängsrichtungx eine Kontaktierung des Kopplungskontakts40 mit dem Bodenkontaktbereich20 der Bodeneinheit2 stattfindet.In other words, there is contact between the vehicle unit 3rd and the floor unit 2nd by means of the coupling device 4th by taking place of theelectric vehicle 100 in its longitudinal direction x moved forward, then at a predetermined approach of the vehicle unit 3rd thecoupling contact 40 the coupling device 4th is extended downwards and then by the further movement of theelectric vehicle 100 in the longitudinal direction of the vehicle x contacting thecoupling contact 40 with the ground contact area 20th the floor unit 2nd takes place.

Mit anderen Worten führt die Bewegung des Elektroautos100 den Kopplungskontakt40 und den Bodenkontaktbereich20 durch die sich daraus ergebende Relativbewegung zwischen der Fahrzeugeinheit3 und der Bodeneinheit2 so zusammen, dass eine elektrische Verbindung zwischen2 und der Fahrzeugeinheit3 hergestellt ist. In other words, the movement of the electric car leads 100 thecoupling contact 40 and the ground contact area 20th due to the resulting relative movement between the vehicle unit 3rd and the floor unit 2nd so together that an electrical connection between 2nd and the vehicle unit 3rd is made.

In2 ist nun die Bodeneinheit2 in einer schematischen Darstellung in einer Draufsicht gezeigt.In 2nd is now the floor unit 2nd shown in a schematic representation in a plan view.

Der Bodenkontaktbereich20 ist in dieser Ausführung schienenförmig und teilweise abgedeckt bzw. tunnelförmig ausgebildet, sodass der Kopplungskontakt40 der Kopplungsvorrichtung4 in die den Bodenkontaktbereich20 ausbildende Schiene durch die Bewegung des Elektrofahrzeugs100 eingeführt werden kann und auf diese Weise eine elektrische Verbindung zwischen der Bodeneinheit2 und dem Elektrofahrzeug100 hergestellt werden kann.The ground contact area 20th is in this design rail-shaped and partially covered or tunnel-shaped, so that thecoupling contact 40 the coupling device 4th in the the ground contact area 20th training rail by the movement of theelectric vehicle 100 can be introduced and in this way an electrical connection between the floor unit 2nd and theelectric vehicle 100 can be manufactured.

Die Bodeneinheit2 ist in dem gezeigten Ausführungsbeispiel weiterhin mit einem Fangbereich22 ausgebildet, welcher trichterförmig ausgestaltet ist und mittels welchem es möglich ist, den in Fahrzeuglängsrichtung des auf die Bodeneinheit2 auftreffenden Kopplungskontakt40 entlang von entsprechend ausgestalteten Leitflächen24 entlang der Leitflächen24 in den Bodenkontaktbereich20 zu leiten, wenn der Kopplungskontakt40 durch die Relativbewegung der Bodeneinheit2 zu der Fahrzeugeinheit3 durch die Bewegung des Elektrofahrzeugs100 im Wesentlichen in Richtung des Bodenkontaktbereichs20 bewegt wird.The ground unit 2nd is in the embodiment shown with acapture area 22 formed, which is funnel-shaped and by means of which it is possible that the in the vehicle longitudinal direction of the floor unit 2nd impingingcoupling contact 40 along appropriately designed guiding surfaces 24th along the guiding surfaces 24th in the ground contact area 20th to conduct when thecoupling contact 40 by the relative movement of the floor unit 2nd to the vehicle unit 3rd by the movement of theelectric vehicle 100 essentially in the direction of the ground contact area 20th is moved.

Der durch die Leitflächen24 eingeschlossene FangwinkelFW 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 through the guiding surfaces 24th included capture angles FW For example, 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 Relativbewegung der Fahrzeugeinheit3 mit der daran angeordneten Kopplungsvorrichtung4 und der Bodeneinheit2 in der Fahrzeuglängsrichtungx und abgesenktem Kopplungskontakt40 diesen mittels des Fangbereichs22 in den Bodenkontaktbereich20 zu leiten.In other words, it is possible through a relative movement of the vehicle unit 3rd with the coupling device arranged thereon 4th and the floor unit 2nd in the vehicle longitudinal direction x and loweredcoupling contact 40 this by means of thecatch area 22 in the ground contact area 20th to lead.

Die Bodeneinheit2 kann dabei, wie sich aus2 sofort ergibt, sehr flach und sehr robust ausgebildet sein, sodass sie auch von einem Elektrofahrzeug100 oder einem anderen Fahrzeug überfahrbar ist und auch ein Befahren mit den Reifen des jeweiligen Fahrzeugs führt nicht zu einer Beschädigung.The ground unit 2nd can do as it turns out 2nd immediately results in being very flat and very robust, so that it can also be driven by anelectric vehicle 100 or another vehicle can be driven over and even driving on the tires of the respective vehicle does not lead to damage.

Insbesondere ist es auch vorgesehen, die Bodeneinheit2 in einer Weise auszugestalten, dass deren in2 sichtbare Oberflächen26 nach außen hin abfallend ausgebildet sind. Mit anderen Worten können die Oberflächen26 dachförmig ausgebildet sein, so dass möglicherweise auf der Bodeneinheit2 auftreffendendes Wasser, Schmutz oder Fremdobjekte abgleiten oder abfließen können und gleichzeitig das Beschädigungspotenzial beim Überfahren der Bodeneinheit2 mit einem Fahrzeug gering bleibt.In particular, the floor unit is also provided 2nd in such a way that their in 2ndvisible surfaces 26 are sloping towards the outside. In other words, thesurfaces 26 be roof-shaped, possibly on the floor unit 2nd water, dirt or foreign objects can slide off or drain off and at the same time the damage potential when driving over the floor unit 2nd remains low with a vehicle.

Die Bodeneinheit2 kann weitgehend passiv ausgebildet sein und nur aus dem die Bodeneinheit2 ausbildenden Körper, dem Fangbereich22, den Leitflächen24 und dem Bodenkontaktbereich22 ausgebildet sein. Keines der genannten Teile ist beweglich ausgestaltet.The ground unit 2nd can be largely passive and only from which the floor unit 2nd training body, thecatch area 22 , the guiding surfaces 24th and theground contact area 22 be trained. None of the parts mentioned is designed to be movable.

Bevorzugt ist eine nur schematisch angedeutete Reinigungsvorrichtung5 vorgesehen, mittels welcher der Fangbereich22 sowie der Bodenkontaktbereich20 sauber gehalten werden kann. Die Reinigungsvorrichtung5 kann beispielsweise in Form eines Gebläses ausgebildet sein, welches einen gerichteten Luftstrom bereitstellt, der dafür sorgt, dass der Fangbereich22 und der Bodenkontaktbereich20 von darauf liegenden Objekten frei geblasen werden. Weiterhin kann die Reinigungsvorrichtung5 auch über das Bereitstellen von Bürstenvorrichtungen, mechanischen Schubvorrichtungen oder anderen mechanischen Reinigungsvorrichtungen vorgesehen sein, welche ein Säubern des Fangbereichs22 und/des Bodenkontaktbereichs20 vorgesehen sein können.A cleaning device, indicated only schematically, is preferred 5 provided by means of which thecatch area 22 as well as the ground contact area 20th can be kept clean. Thecleaning device 5 can be designed, for example, in the form of a blower, which provides a directed air flow which ensures that thecatch area 22 and the ground contact area 20th be blown free from objects lying on it. Furthermore, thecleaning device 5 can also be provided via the provision of brush devices, mechanical pusher devices or other mechanical cleaning devices which clean the catchingarea 22 and / of the ground contact area 20th can be provided.

Um eine Verschmutzung des Bodenkontaktbereichs20 und/oder des Fangbereichs22 zu vermeiden, wenn kein Elektrofahrzeug100 angeschlossen ist, ist eine Abdeckungsvorrichtung7 vorgesehen, die dann über die jeweiligen relevanten Bereiche geführt werden kann.To contaminate the ground contact area 20th and / or thecatch area 22 to avoid if not anelectric vehicle 100 is connected is acover device 7 provided, which can then be guided over the relevant areas.

Um eine Verschmutzung des Kopplungskontakts40 zu vermeiden, wenn das Elektrofahrzeug100 nicht geladen wird, ist eine Abdeckungsvorrichtung8 vorgesehen, die dann über die jeweiligen relevanten Bereiche geführt werden kann und entsprechend die Kopplungsvorrichtung4 im regulären Fahrbetrieb verschließt.To prevent contamination of thecoupling contact 40 to avoid when theelectric vehicle 100 is not loaded is a cover device 8th provided, which can then be guided over the relevant areas and correspondingly the coupling device 4th closes in regular driving.

Um eine Kommunikation zwischen dem Elektrofahrzeug100 und insbesondere der Fahrzeugeinheit3 und der Bodeneinheit2 herstellen zu können, kann die Bodeneinheit2 weiterhin ein Kommunikationsmodul60 umfassen, welches beispielsweise mittels einer Funkverbindung, beispielsweise mittels Bluetooth, eine Kommunikationsverbindung zu der ebenfalls mit einem Kommunikationsmodul62 versehenen Fahrzeugeinheit3 aufbauen kann.To communicate between theelectric vehicle 100 and in particular the vehicle unit 3rd and the floor unit 2nd To be able to manufacture, the floor unit 2nd still acommunication module 60 comprise, which for example by means of a radio link, for example by means of Bluetooth, a communication link to the also with acommunication module 62 provided vehicle unit 3rd can build up.

Durch die durch die Kommunikationsmodule60,62 umfassende Kommunikationsvorrichtung kann die Fahrzeugeinheit3 zum einen erkennen, wann sie die Kopplungsvorrichtung4 nach unten ausfahren muss, also eine hinreichend kleine Annäherung zwischen der Fahrzeugeinheit3 und der Bodeneinheit2 stattgefunden hat. Die Kommunikationsvorrichtung60,62 kann weiterhin die Steuerung des Elektrofahrzeug100 derart informieren, dass das letzte kurze Stück der Bewegung des Elektrofahrzeugs100 zum Verbinden des Kopplungskontaktes40 der Kopplungsvorrichtung4 mit dem Bodenkontaktbereich20 weitgehend automatisiert abläuft. Insbesondere kann besonders bevorzugt über die Kommunikationsvorrichtung60,62 auch ein Fahren des Elektrofahrzeugs100 in FahrzeuglängsrichtungX gesteuert werden, um auf diese Weise ein automatisches Einführen und vollständiges elektrisches Verbinden des Kopplungskontakts40 mit dem Bodenkontaktbereich20 zu ermöglichen.Through the through thecommunication modules 60 , 62 comprehensive communication device, the vehicle unit 3rd on the one hand recognize when the coupling device 4th must extend downwards, i.e. a sufficiently small approach between the vehicle unit 3rd and the floor unit 2nd has taken place. Thecommunication device 60 , 62 can continue to control theelectric vehicle 100 inform in such a way that the last short piece of movement of theelectric vehicle 100 for connecting thecoupling contact 40 the coupling device 4th with the ground contact area 20th runs largely automated. In particular, it can be particularly preferred via thecommunication device 60 , 62 also driving theelectric vehicle 100 in the longitudinal direction of the vehicle X can be controlled in this way, an automatic insertion and complete electrical connection of thecoupling contact 40 with the ground contact area 20th to enable.

Die Kommunikationsvorrichtung kann darüber hinaus auch beispielsweise Leuchtdioden umfassen, welche in vorgegebenen Bereichen der Bodeneinheit2 angeordnet sind, um entsprechend bei einem Annähern der Fahrzeugeinheit3 durch eine im Elektrofahrzeug100 oder in der Fahrzeugeinheit3 angeordneten Kamera diese Leuchtdioden zu detektieren und dadurch eine Steuerung des Elektrofahrzeugs100 entweder manuell-, beispielsweise durch Darstellung auf einem Bildschirm eines Navigationsgeräts des Elektrofahrzeug 100-oder automatisch zu unterstützen.The communication device can also comprise, for example, light-emitting diodes which are located in predetermined areas of the base unit 2nd are arranged to accordingly when the vehicle unit approaches 3rd by one in theelectric vehicle 100 or in the vehicle unit 3rd arranged camera to detect these light-emitting diodes and thereby control theelectric vehicle 100 either manually, for example by displaying on a screen of a navigation device of theelectric vehicle 100, or automatically.

3 zeigt in einer Seitenansicht noch einmal die Bewegung des Kopplungskontakts40 in Fahrzeuglängsrichtungx, wobei der Kopplungskontakt40 an der Fahrzeugeinheit3 über die Kopplungsvorrichtung4 gehalten ist und welcher aus der Fahrzeugeinheit3 herausgefahren ist. Der Kopplungskontakt40 trifft bei seiner Bewegung in Richtung der Bodeneinheit2 zunächst auf den Fangbereich22 auf, und wird dann durch die Leitflächen24 dem Bodenkontaktbereich20 zugeführt und in diesen eingeführt, um auf diese Weise eine elektrische Kontaktierung zwischen der Bodeneinheit2 und der Fahrzeugeinheit3 herzustellen. 3rd shows in a side view again the movement of thecoupling contact 40 in the longitudinal direction of the vehicle x , with thecoupling contact 40 on the vehicle unit 3rd via the coupling device 4th is held and which one from the vehicle unit 3rd has come out. Thecoupling contact 40 hits when moving towards the floor unit 2nd first on thecatch area 22 on, and then through the guiding surfaces 24th the ground contact area 20th fed and inserted into this in order to make electrical contact between the base unit 2nd and the vehicle unit 3rd to manufacture.

In den4 und5 ist in einer schematischen perspektivischen Darstellung noch einmal das Einführen des Kopplungskontaktes40 in den Bodenkontaktbereich20 gezeigt. Dabei ist der Kopplungskontakt40 nicht genau zentriert in die Bodeneinheit2 eingefahren worden, sondern wird im Fangbereich22 entlang der Leitflächen24 zentriert und dann entsprechend in Richtung des Bodenkontaktbereichs20 geführt.In the 4th and 5 is again in a schematic perspective view the insertion of thecoupling contact 40 in the ground contact area 20th shown. Here is thecoupling contact 40 not exactly centered in the floor unit 2nd been retracted, but is in thecatch area 22 along the guiding surfaces 24th centered and then in the direction of the ground contact area 20th guided.

Ein Kopplungsarm48 der Kopplungsvorrichtung4, der zum Absenken des Kopplungskontakts40 dient, ist bevorzugt in der Fahrzeugquerrichtung elastisch ausgebildet, so dass ein seitlicher Versatz des Kopplungskontakts40 durch die Leitflächen24 einfach möglich ist.Acoupling arm 48 the coupling device 4th which is used to lower thecoupling contact 40 is preferably designed to be elastic in the transverse direction of the vehicle, so that a lateral offset of thecoupling contact 40 through the guiding surfaces 24th is easily possible.

Auf diese Weise ist es möglich, beim Einfahren des Elektrofahrzeugs100 in einen entsprechenden Stellplatz, welcher mit einer Bodeneinheit2 ausgerüstet ist, von der Fahrzeugeinheit3 aus über die Kopplungsvorrichtung4 den Kopplungskontakt40 abzusenken derart, dass er auf den Fangbereich22 trifft und dann von den Leitflächen24 in den Bodenkontaktbereich20 geführt wird, während sich die Fahrzeugeinheit3 und die Bodeneinheit2 durch die Bewegung des Elektrofahrzeugs100 relativ zueinander in Fahrzeuglängsrichtungx bewegen.In this way it is possible to retract theelectric vehicle 100 in a corresponding parking space, which with a floor unit 2nd is equipped by the vehicle unit 3rd from via the coupling device 4th thecoupling contact 40 lower so that it is on thecatch area 22 hits and then from the guiding surfaces 24th in the ground contact area 20th is guided while the vehicle unit 3rd and the ground unit 2nd by the movement of theelectric vehicle 100 relative to each other in the vehicle longitudinal direction x move.

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:

VerbindenConnect

Bei der Annährung der Fahrzeugeinheit3 auf wenige Meter zur Bodeneinheit2 wird mittels eines Kommunikationsvorgangs die Abdeckungsvorrichtung7 der Bodeneinheit2 geöffnet. Die Öffnung der Abdeckungsvorrichtung7 erfolgt dabei über einen in der Bodeneinheit2 eingebauten Motor zur Betätigung der Abdeckungsvorrichtung7. Gleichzeitig oder auf die Öffnung folgend kann eine Reinigung des Bodenkontaktbereichs20 der Bodeneinheit2 vorgenommen.When the vehicle unit approaches 3rd at a few meters to the ground unit 2nd becomes the covering device by means of acommunication process 7 the floor unit 2nd open. The opening of thecover device 7 takes place via a in the floor unit 2nd built-in motor for actuating thecover device 7 . The floor contact area can be cleaned at the same time or following the opening 20th the floor unit 2nd performed.

Gleichzeitig wird auch eine Abdeckungsvorrichtung8 der Kopplungsvorrichtung4 geöffnet.At the same time also a cover device 8th the coupling device 4th open.

Das Elektrofahrzeug100 wird manuell zur Bodeneinheit2 gefahren. Der an der Bodeneinheit2 befindliche Fangbereich22 für den Kopplungskontakt40 ist dabei bevorzugt mindestens 50 cm breit, sodass auch bei einem Versatz zwischen der Fahrzeugeinheit3 und der Bodeneinheit2 eine Verbindung hergestellt werden kann.Theelectric vehicle 100 manually becomes the floor unit 2nd hazards. The one on the floor unit2nd catch area 22 for thecoupling contact 40 is preferably at least 50 cm wide, so that even if there is an offset between the vehicle unit 3rd and the floor unit 2nd a connection can be made.

Sobald sich der Kopplungskontakt40 über dem Fangbereich22 der Bodeneinheit2 befindet, wird er mittels des Kopplungsarms48 der Kopplungsvorrichtung4 abgelassen. Der Kopplungsarm48 ist dabei sowohl am oberen als auch am untere Ende rotierend und beweglich gelagert, sodass sich der Kopplungskontakt40 bei einer Verdrehung des Elektrofahrzeugs100 oder beim nicht geraden Einfahren über die Bodeneinheit2 ausrichten kann.As soon as thecoupling contact 40 over thecatch area 22 the floor unit 2nd is located by means of thecoupling arm 48 the coupling device 4th drained. Thecoupling arm 48 is rotatably and movably supported at both the upper and lower ends, so that thecoupling contact 40 when the electric vehicle is twisted 100 or if the floor unit does not enter straight 2nd can align.

Sollte sich der Kopplungskontakt40 mit einem Versatz über dem Fangbereich22 befinden, wird dieser durch die Fahrbewegung im Fangbereich22 korrekt ausgerichtet. Die Fahrgeschwindigkeit ist zu diesem Zeitpunkt bereits durch ein Wechselspiel der Kommunikationsvorrichtung60,62 bereits automatisch elektronisch reduziert.Should thecoupling contact 40 with an offset above thecatch area 22 is located in the catching area due to the movement of thevehicle 22 correctly aligned. At this point, the driving speed is already due to an interplay of thecommunication device 60 , 62 already electronically reduced automatically.

Der Kopplungskontakt40 wird dann mit dem Bodenkontaktbereich20 durch die weitere Fahrbewegung in Kontakt gebracht. Thecoupling contact 40 will then contact the ground contact area 20th brought into contact by the further driving movement.

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.

LadevorgangCharging

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 Fahrzeugeinheit3 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 gets 3rd approval that loading may be activated. At this moment, charging communication is also activated and the charging process proceeds as usual.

Beendigung des LadevorgangsEnd of charging

Der Ladevorgang wird entweder automatisch beim Erreichen der vollständigen Ladung oder durch eine manuell vom Fahrer vorgegebenen Befehl beendet.The charging process is either ended automatically when the full charge is reached or by a command given manually by the driver.

In diesem Moment wird die Bereitstellung des Stroms unterbrochen und die Ladeleitungen potentialfrei geschaltet.At this moment, the supply of electricity is interrupted and the charging lines are isolated.

Da die physische Verbindung zwischen der Fahrzeugeinheit3 und der Bodeneinheit2 weiterhin bestehen bleibt, könnte der Ladevorgang theoretisch wieder aktiviert werden. Gleichzeitig steht die Trakionsbatterie110 des Elektrofahrzeugs in dieser Zeit auch als dezentraler Energiespeicher zur Verfügung.Because the physical connection between the vehicle unit 3rd and the floor unit 2nd continues to exist, the charging process could theoretically be reactivated. At the same time there is thetraction battery 110 of the electric vehicle during this time also as a decentralized energy storage.

Die Trennung der Verbindung von Fahrzeugeinheit3 und Bodeneinheit2 wird wieder mit Hilfe einer Fahrzeugbewegung in Fahrzeuglängsrichtung durch eine Ziehbewegung am Kopplungskontakt40 erreicht.The disconnection from the vehicle unit 3rd and floor unit 2nd is again with the help of a vehicle movement in the vehicle longitudinal direction by a pulling movement on thecoupling contact 40 reached.

Sobald der Kopplungskontakt40 vollständig aus Bodenkontaktbereich20 entfernt wurde und sich wieder über dem Fangbereich22 befindet wird die Fahrzeugeinheit3 automatisch den Kopplungskontakt40 einfahren und die Abdeckungsvorrichtung8 schließen. Das Fahrzeug ist zu diesem Zeitpunkt bereits fahrbereit, wodurch keine Verzögerung beim Ausparken entsteht.As soon as thecoupling contact 40 completely from the ground contact area 20th was removed and again over thecatch area 22 the vehicle unit is located 3rd automatically thecoupling contact 40 drive in and the cover device 8th conclude. The vehicle is already ready to drive at this point, which means there is no delay when parking.

Kommunikationcommunication

Die Kommunikationsvorrichtung60,62 kann folgende Funktionen übernehmen:Thecommunication device 60 , 62 can perform the following functions:

Verbindungsaufbau / Start LadevorgangEstablishing a connection / starting the charging process

Die Kommunikationsmodule60,62 - beispielsweise Bluetooth-Module - sind aktiviert und befinden sich kontinuierlich im Suchmodus.Thecommunication modules 60 , 62 - for example Bluetooth modules - are activated and are continuously in search mode.

Sobald sich das Elektrofahrzeug100 mit der eingebauten Fahrzeugeinheit3 auf ca. 10m der Bodeneinheit2 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.As soon as theelectric vehicle 100 with the built-in vehicle unit 3rd at about 10m of the floor unit 2nd approaching, the Bluetooth connection between the two units is established automatically. If the driver does not wish to charge automatically, there is still the option to deactivate the automatic charging.

Dann wird automatisch die Anmeldung der Fahrzeugeinheit3 an der Bodeneinheit2 über die bestehende Bluetooth-Verbindung hergestellt.Then the registration of the vehicle unit automatically 3rd on the floor unit 2nd established via the existing Bluetooth connection.

Ist eine positive Anmeldung durchgeführt worden, können in der Bodeneinheit2 LEDs aufleuchten, um den Fahrer zu „seiner“ Bodeneinheit2 zu leiten, falls es mehrere Bodeneinheiten2 in dem Bereich gibt.If a positive registration has been made, you can in the floor unit 2nd LEDs light up to guide the driver to “his” floor unit 2nd to head in case there are multiple ground units 2nd in the area there.

Sobald sich das Elektrofahrzeug100 auf wenige Meter der Bodeneinheit GU nähert, öffnen sich die entsprechenden Abdeckungsklappen und legen Bodeneinheit2 und Fahrzeugeinheit3 so frei, dass eine Kopplungsvorrichtung4 eine Kopplung durchführen kann.As soon as theelectric vehicle 100 the corresponding cover flaps open and place the floor unit at a few meters from the floor unit GU 2nd and vehicle unit 3rd so free that a coupling device 4th can perform a pairing.

In der Fahrzeugeinheit3 kann ein Lichtsensor aktiviert werden, der nach den leuchtenden LEDs der Bodeneinheit2 sucht, um dann eine elektrische Verbindung auf die oben beschriebene Wiese herstellen zu können.In the vehicle unit 3rd a light sensor can be activated, which is based on the illuminated LEDs of the floor unit 2nd searches, in order to then be able to establish an electrical connection in the meadow described above.

Sobald der Kopplungskontakt40 mit dem Bodenkontaktbereich20 elektrisch leitend verbunden ist, wird auch eine Kommunikation der Ladeeinheit200 mit der Fahrzeugeinheit3 über die elektrische Kontaktierung freigeschaltet.As soon as thecoupling contact 40 with the ground contact area 20th is electrically connected, there is also communication of the chargingunit 200 with the vehicle unit 3rd unlocked via the electrical contact.

Verbindungsabbau / Stop LadevorgangDisconnection / stop charging

Der Ladevorgang wir unterbrochen sobald der Fahrer das Kommando an das Elektrofahrzeug100 sendet. (z.B. durch doppeltes Drücken an der Funkfernbedienung). Im gleichen Moment werden die LEDs der Bodeneinheit2 wieder betrieben.The charging process is interrupted as soon as the driver commands theelectric vehicle 100 sends. (e.g. by double pressing on the radio remote control). At the same moment, the LEDs of the floor unit 2nd operated again.

Die Fahrzeugeinheit3 öffnet somit die physikalischen Kommunikationskontakte über die elektrische Kontaktierung, wodurch der Ladevorgang beendet wird. Sobald die Beendigung des Ladevorgangs durch die Fahrzeugeinheit3 erkannt wurde, wird das Elektrofahrzeug100 wieder zum Abfahren freigegeben.The vehicle unit 3rd thus opens the physical communication contacts via the electrical contact, which ends the charging process. Once the loading is complete through the vehicle unit 3rd was recognized, theelectric vehicle 100 released for departure again.

Wird erkannt, dass der Kopplungskontakt40 den Bodenkontaktbereich20 verlassen hat, kann die Kopplungsvorrichtung4 den Kopplungskontakt wieder einfahren.Is recognized that thecoupling contact 40 the ground contact area 20th has left, the coupling device 4th retract the coupling contact.

Sobald über die Funkverbindung festgestellt wird, dass sich das Fahrzeug von der Bodeneinheit2 entfernt hat, werden die LEDs an der Bodeneinheit2 ausschaltet und die Kommunikationsverbindung geht wieder in den Suchmodus für neue Fahrzeuge über.As soon as it is established via the radio link that the vehicle is away from the ground unit 2nd the LEDs on the base unit 2nd switches off and the communication link goes back to the search mode for new vehicles.

In den6 bis11 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der Ladevorrichtung1 gezeigt, wobei auch hier ein Elektrofahrzeug100, welches über einen Traktionsbatterie110 verfügt, automatisch mit einer Ladeeinheit200 gekoppelt werden soll.In the 6 to 11 is another embodiment of theloading device 1 shown, here also anelectric vehicle 100 which has atraction battery 110 automatically with aloading unit 200 to be coupled.

Die Ladevorrichtung1 umfasst wiederum eine Fahrzeugeinheit3, welche im Elektrofahrzeug100 in dessen Unterbodenbereich120 angeordnet ist, und welche zumindest eine Kontaktierung der Traktionsbatterie110 ermöglicht, um bei einer Verbindung mit der Ladeeinheit200 entsprechend ein Laden der Traktionsbatterie110 zu ermöglichen.Thecharger 1 again comprises a vehicle unit 3rd which in theelectric vehicle 100 in theunderbody area 120 is arranged, and which at least one contact of thetraction battery 110 allows to connect to thecharging unit 200 accordingly charging thetraction battery 110 to enable.

Weiterhin ist ebenfalls eine Bodeneinheit2 vorgesehen, mittels welcher durch eine Relativbewegung zwischen der Bodeneinheit2 und der Fahrzeugeinheit3 mittels einer Kopplungsvorrichtung4 eine elektrische Kontaktierung zwischen der Bodeneinheit2 und der Fahrzeugeinheit3 hergestellt werden kann.Furthermore, there is also a floor unit 2nd provided by means of a relative movement between the floor unit 2nd and the vehicle unit 3rd by means of a coupling device 4th an electrical contact between the floor unit 2nd and the vehicle unit 3rd can be manufactured.

In dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist in der Fahrzeugeinheit3 ein Fahrzeugkontaktbereich30 vorgesehen, in welchen ein Kopplungskontakt40 der Kopplungsvorrichtung4 durch eine Relativbewegung zwischen Fahrzeugeinheit3 und Bodeneinheit2 eingeführt werden kann.In the exemplary embodiment shown is in the vehicle unit 3rd a vehicle contact area 30th provided in which acoupling contact 40 the coupling device 4th by a relative movement between the vehicle unit 3rd and floor unit 2nd can be introduced.

Die Bodeneinheit2 einschließlich der Kopplungsvorrichtung4 wird in7 noch einmal in einer Draufsicht und in8 in einer seitlichen Ansicht gezeigt.The ground unit 2nd including the coupling device 4th is in 7 again in a top view and in 8th shown in a side view.

Die Kopplungsvorrichtung4 der Bodeneinheit2 umfasst dabei einen scherenförmigen Verschiebungsarm42, der eine Halteplattform44 in FahrzeuglängsrichtungX bewegen kann, wobei weiterhin an der Halteplattform44 ein weiterer scherenförmiger Hubarm46 vorgesehen ist, mittels welchem der Kopplungskontakt40 angehoben werden kann.The coupling device 4th the floor unit 2nd includes a scissor-shapeddisplacement arm 42 who is a holdingplatform 44 in the longitudinal direction of the vehicle X can move, still on the holdingplatform 44 another scissor-shapedlifting arm 46 is provided, by means of which thecoupling contact 40 can be raised.

Der Kopplungskontakt40 kann mittels des scherenförmigen Verschiebungsarms42 die Halteplattform44 in Fahrzeuglängsrichtungx relativ zu der Fahrzeugeinheit3 positioniert werden und durch entsprechendes Anheben des Kopplungskontaktes40 mittels des Hubarms46 kann der Kopplungskontakt40 in den Fahrzeugkontaktbereich30 eingeführt werden.Thecoupling contact 40 can by means of the scissors-shapeddisplacement arm 42 the holdingplatform 44 in the longitudinal direction of the vehicle x relative to the vehicle unit 3rd be positioned and by lifting the coupling contact accordingly 40 by means of the liftingarm 46 can thecoupling contact 40 in the vehicle contact area 30th be introduced.

Der Fahrzeugkontaktbereich30 ist, zusammen mit der Fahrzeugeinheit3, in der9 noch einmal gezeigt. Ein Fangbereich32 ist am Fahrzeugkontaktbereich30 vorgesehen, welcher das Einführen und Einfangen des Kopplungskontaktes40 ermöglicht, wenn dieser ausgehend von der Halteplattform44 durch den Hubarm46 angehoben wird. Der Fangbereich kann auch Leitflächen34 aufweisen. Durch den scherenförmigen Verschiebungsarm42 kann dann eine Bewegung des Kopplungskontaktes40 in FahrzeuglängsrichtungX erfolgen, um auf diese Weise dann ein Einführen des Kopplungskontaktes40 in den Fahrzeugkontaktbereich30 zu ermöglichen.The vehicle contact area 30th together with the vehicle unit 3rd , in the 9 shown again. Acatch area 32 is at the vehicle contact area 30th provided which the insertion and capture of thecoupling contact 40 enables if this starts from the holdingplatform 44 through the liftingarm 46 is raised. The catch area can also be guiding surfaces 34 exhibit. Due to the scissors-shapeddisplacement arm 42 can then move thecoupling contact 40 in the longitudinal direction of the vehicle X take place in this way then an insertion of thecoupling contact 40 in the vehicle contact area 30th to enable.

In den10 und11 sind die Bodeneinheit2 und die Fahrzeugeinheit3 noch einmal in den beiden möglichen Endposition gezeigt, nämlich in10 in einer Position, in welcher die Kopplungsvorrichtung4 der Bodeneinheit2 vollständig in die Bodeneinheit2 zurückgezogen ist, sodass ein Überfahren der Bodeneinheit kollisionsfrei und problemlos möglich ist.In the 10th and 11 are the ground unit 2nd and the vehicle unit 3rd shown again in the two possible end positions, namely in 10th in a position in which the coupling device 4th the floor unit 2nd completely into the ground unit 2nd is withdrawn so that it is possible to drive over the floor unit without a collision and without any problems.

11 hingegen zeigt die Bodeneinheit2 mit einem ausgefahrenen Verschiebungsarm42, welche die Halteplattform44 in eine Position so verschoben hat, dass der Kopplungskontakt40 mittels des Hubarms46 in den Fahrzeugkontaktbereich30 der Fahrzeugeinheit3 eingeführt ist. 11 however shows the floor unit 2nd with anextended displacement arm 42 holding the holdingplatform 44 has moved into a position so that thecoupling contact 40 by means of the liftingarm 46 in the vehicle contact area 30th the vehicle unit 3rd is introduced.

VerbindenConnect

Die Bodeneinheit2 wurde einmal in der Garage ausgerichtet und der Fahrer parkt sein Elektrofahrzeug100 wie gewohnt.The ground unit 2nd was once aligned in the garage and the driver parks hiselectric vehicle 100 as usual.

Der physikalische Verbindungprozess von Bodeneinheit2 und Fahrzeugeinheit3 findet somit erst statt, sobald das Fahrzeug100 sich mit der Bodeneinheit2 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 of ground unit 2nd and vehicle unit 3rd thus only takes place as soon as thevehicle 100 yourself with the ground unit 2nd has authenticated, is in parking mode and the ignition is switched off. Then the vehicle is also electronically secured against driving away.

An der Fahrzeugeinheit3 wird dann eine Positionierungsbeleuchtung aktiviert, welche durch die Bodeneinheit2 ausgewertet kann. Die Positionierungsbeleuchtung ist mit einzelnen LEDs vorgesehen, welche die Lage des Fahrzeugkontaktbereichs30 aufzeigt.On the vehicle unit 3rd positioning lighting is then activated, which is triggered by the floor unit 2nd can be evaluated. The positioning lighting is provided with individual LEDs, which indicate the position of the vehicle contact area 30th shows.

Mit Hilfe von Motoren an dem Verschiebungsarm42 fährt die Bodeneinheit2 nun den Kopplungskontakt40 unter das Fahrzeug.With the help of motors on thedisplacement arm 42 drives the floor unit 2nd now thecoupling contact 40 under the vehicle.

Mit Hilfe von Lichtsensoren am Kopplungskontakt40 ist es der Bodeneinheit2 möglich, den Kopplungskontakt40 unter dem Fahrzeug auszurichten, bis sich der Kopplungskontakt40 unter einem Fangbereich32 des Fahrzeugkontaktbereichs30 befindet. With the help of light sensors on thecoupling contact 40 it is the ground unit 2nd possible thecoupling contact 40 align under the vehicle until thecoupling contact 40 under acatch area 32 the vehicle contact area 30th located.

Dann wird der Kopplungskontakt40 durch den Hubarm46 an den Fangbereich32 angelegt und der Verschiebungsarm42 zieht den Kopplungskontakt40 in Fahrzeuglängsrichtung und geführt durch Leitflächen34 in den Fahrzeugkontaktbereich30 zur Herstellung einer elektrischen Verbindung.Then thecoupling contact 40 through the liftingarm 46 to thecatch area 32 created and thedisplacement arm 42 pulls thecoupling contact 40 in the longitudinal direction of the vehicle and guided by guide surfaces 34 in the vehicle contact area 30th for establishing an electrical connection.

Der Ladeprozess wird im nachfolgend gestartet.The loading process is started in the following.

LadevorgangCharging

Sobald die Kontaktierung vollständig abgeschlossen ist, kann der Ladevorgang durch die Fahrzeugeinheit3 freigegeben werden. Dabei wird auch die Ladekommunikation freigegeben und aktiviert.As soon as the contacting has been completed, the charging process can be carried out by the vehicle unit 3rd be released. The charging communication is also enabled and activated.

Der Ladevorgang verläuft dann wie gewöhnlich.The charging process then proceeds as usual.

Die beiden Scherenarme können beim Ladevorgang freilagernd geschaltet werden, so dass das Fahrzeug auch während des Ladevorgangs Be- und Entladen werden kann.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 LadevorgangsEnd of charging

Der Ladevorgang wird durch eine Benutzereingabe oder automatisch beendet.The loading process is terminated by user input or automatically.

Die elektrische Verbindung zwischen der Fahrzeugeinheit3 und der Bodeneinheit2 wird in diesem Moment unterbrochen und damit auch die Ladekommunikation unterbrochen.The electrical connection between the vehicle unit 3rd and the floor unit 2nd is interrupted at this moment and thus the charging communication is also interrupted.

Anschließend werden die Scherenarme wieder aktiviert und der Kopplungskontakt40 durch eine Bewegung des Verschiebungsarms42 in Fahrzeuglängsrichtung aus dem Fahrzeugkontaktbereich30 heraus bewegt.Then the scissor arms are activated again and thecoupling contact 40 by moving thedisplacement arm 42 in the vehicle longitudinal direction from the vehicle contact area 30th moved out.

Die Scherenarme werden dann wieder eingefahren und eine Freigabe des Elektrofahrzeugs erfolgt erst dann, wenn die Scherenarme vollständig in der Bodeneinheit2 eingefahren sind.The scissor arms are then retracted and the electric vehicle is only released when the scissor arms are completely in the base unit 2nd are retracted.

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.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.

BezugszeichenlisteReference list

11

LadevorrichtungLoading device

100100

ElektrofahrzeugElectric vehicle

110110

TraktionsbatterieTraction battery

120120

Unterboden des ElektrofahrzeugUnderbody of the electric vehicle

22nd

BodeneinheitGround unit

2020th

BodenkontaktbereichGround contact area

2222

FangbereichCatch area

2424th

LeitflächeGuide surface

2626

DachbereichRoof area

33rd

FahrzeugeinheitVehicle unit

3030th

FahrzeugkontaktbereichVehicle contact area

3232

FangbereichCatch area

3434

LeitflächeGuide surface

44th

KopplungsvorrichtungCoupling device

4040

KopplungskontaktCoupling contact

4242

VerschiebungsvorrichtungDisplacement device

4444

Platteplate

4646

HubvorrichtungLifting device

55

ReinigungsvorrichtungCleaning device

60, 6260, 62

KommunikationsvorrichtungCommunication device

77

AbdeckungsvorrichtungCover device

88th

AbdeckungsvorrichtungCover device

XX

FahrzeuglängsrichtungVehicle longitudinal direction

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

• DE 102016008982 A1 [0006]DE 102016008982 A1 [0006]
• DE 102014226371 A1 [0007]DE 102014226371 A1 [0007]

Claims (10)

Translated fromGerman

Ladevorrichtung (1) zum Laden einer Traktionsbatterie (110) eines Elektrofahrzeugs (100), umfassend: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,eine Fahrzeugeinheit (3), welche dazu ausgebildet und eingerichtet ist, im Unterboden (120) des Elektrofahrzeugs (100) angeordnet zu werden und welche mit der Traktionsbatterie (110) zur Zuführung eines Ladestroms verbunden ist, undeine Kopplungsvorrichtung (4), welche dazu ausgebildet und eingerichtet ist, die Bodeneinheit (2) und die Fahrzeugeinheit (3) zur Übertragung eines Ladestroms automatisch miteinander zu koppeln,dadurch gekennzeichnet, dassdie Kopplungsvorrichtung (4) dazu ausgebildet und eingerichtet ist, dass das Koppeln durch eine Relativbewegung der Bodeneinheit (2) und der Fahrzeugeinheit (3) in Fahrzeuglängsrichtung erreicht wird.Charging device (1) for charging a traction battery (110) of an electric vehicle (100), comprising: a floor unit (2) which is designed and set up to be arranged in the area of a roadway for the electric vehicle (100) and a charging current is ready 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 traction battery (110) for supplying a charging current, and a coupling device (4), which is designed and set up to automatically couple the floor unit (2) and the vehicle unit (3) to each other for the transmission of a charging current,characterized in that the coupling device (4) is designed and set up so that the coupling by a relative movement of the floor unit (2) and the vehicle unit (3) is reached in the vehicle longitudinal direction.Ladevorrichtung (1) gemäßAnspruch 1, durch gekennzeichnet, dass die Kopplungsvorrichtung (4) in der Fahrzeugeinheit (3) aufgenommen ist, wobei die 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.Loading device (1) according to Claim 1 , characterized in that the coupling device (4) is received in the vehicle unit (3), the coupling device (4) having a coupling contact (40) and being designed and set up to couple the coupling contact (40) for coupling to a ground contact area (20 ) to lower the floor unit (2).Ladevorrichtung (1) gemäßAnspruch 2,dadurch gekennzeichnet, dass die 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 Fahrzeugquerrichtung elastisch ausgebildet ist.Loading device (1) according to Claim 2 ,characterized in that the 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 Vehicle transverse direction is elastic.Ladevorrichtung (1) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche,dadurch 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.Charging device (1) according to one of the preceding claims,characterized in that the base unit (2) has a base contact area (20) which is designed and set up to be brought into electrically conductive contact with a coupling contact (40) of the coupling device (4) are, wherein the ground contact area (20) is preferably formed in the form of a contact rail.Ladevorrichtung (1) gemäßAnspruch 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 Relativbewegung zwischen der Bodeneinheit (2) und der Fahrzeugeinheit (3) in Fahrzeuglängsrichtung in den Bodenkontaktbereich (20) eintritt.Loading 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) in such a way that when there is a relative movement between the base unit (2) and the vehicle unit (3) enters the ground contact region (20) in the longitudinal direction of the vehicle.Ladevorrichtung (1) gemäßAnspruch 1,dadurch gekennzeichnet, dass die Kopplungsvorrichtung (4) in der Bodeneinheit (3) aufgenommen ist, wobei die Kopplungsvorrichtung (4) einen Kopplungskontakt (40) aufweist und dazu ausgebildet und eingerichtet ist, den Kopplungskontakt (40) zur Kopplung mit einem Fahrzeugkontaktbereich (30) der Fahrzeugeinheit (30) anzuheben.Loading device (1) according to Claim 1 ,characterized in that the coupling device (4) is accommodated in the base unit (3), the coupling device (4) having a coupling contact (40) and being designed and set up to couple the coupling contact (40) for coupling to a vehicle contact area (30 ) to raise the vehicle unit (30).Ladevorrichtung (1) gemäßAnspruch 6,dadurch gekennzeichnet, dass die 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.Loading device (1) according to Claim 6 ,characterized in that the coupling device (4) comprises a displacement arm (42) which is designed and set up to move the coupling contact (40) in the vehicle longitudinal direction and the coupling contact (40) with the vehicle contact area (20) of the vehicle unit (2) to couple 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.Ladevorrichtung (1) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche,dadurch gekennzeichnet, dass an der Bodeneinheit (2) und/oder oder an der Fahrzeugeinheit (3) eine Reinigungsvorrichtung (5)vorgesehen ist, welche zum Reinigen eines Bodenkontaktbereichs (20) und/oder eines Fahrzeugkontaktbereichs (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.Loading device (1) according to one of the preceding claims,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 floor contact area (20) and / or 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.Ladevorrichtung (1) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche,dadurch gekennzeichnet, dass eine Abdeckungsvorrichtung (7) zum Abdecken des Bodenkontaktbereichs (20) und/oder zum Abdecken des Fahrzeugkontaktbereichs (30) und/oder zum Abdecken des Kopplungskontakts (40) vorgesehen ist.Charging device (1) according to one of the preceding claims,characterized in that a covering device (7) is provided for covering the ground contact area (20) and / or for covering the vehicle contact area (30) and / or for covering the coupling contact (40).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.Charging 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 for establishing communication between the floor unit (2) and the vehicle unit (3), preferably for 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 has been completed.

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