本發(fā)明總體上涉及電動(dòng)車的技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種車輛充電站和一種用于給電動(dòng)車中的蓄能器充電的方法。

背景技術(shù)：

在公共近距離交通中，長久以來已知電池驅(qū)動(dòng)的運(yùn)輸系統(tǒng)，例如由文獻(xiàn)DE 24 05 198已知。最近使用完全電氣化的公用汽車，所述公共汽車的總體能量需求由車載攜帶式的電池系統(tǒng)滿足。例如當(dāng)前在維也納城市范圍內(nèi)運(yùn)行這種類型的全電動(dòng)公共汽車，所述全電動(dòng)公共汽車的驅(qū)動(dòng)功率完全來自總?cè)萘考s為100kWh的多個(gè)車載攜帶式的鋰鐵電池，鋰鐵電池安裝在車輛的頂部和尾部上。這些電池在運(yùn)行期間分別在公交線路的終點(diǎn)站在大約15分鐘內(nèi)以及當(dāng)電動(dòng)車不運(yùn)行時(shí)在晚間完成充電。為了進(jìn)行充電，通過按鈕使設(shè)置在電動(dòng)公共汽車的車輛頂部上的受電器彈出，并且與電動(dòng)公共汽車上方的電車接觸網(wǎng)形成接觸。在車輛出發(fā)之前又通過手動(dòng)的開關(guān)操作使與電車接觸網(wǎng)的接觸分開。

在此的弊端在于，受電器連同升降設(shè)備都攜帶在車輛頂部。這需要額外的驅(qū)動(dòng)能量并且降低車輛的有效載荷量。此外，升降設(shè)備由多個(gè)活動(dòng)部件組成并連同驅(qū)動(dòng)裝置一起在頂部暴露于各種氣候中，并且由此易受干擾。此外，在車輛頂部上可彈出的受電器的結(jié)構(gòu)還降低了電動(dòng)公共汽車的可通過高度。為了充電過程需要手動(dòng)的開關(guān)操作，這是不期望的。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于，避免以上提到的弊端并且提供一種途徑，從而能夠?qū)崿F(xiàn)對電池驅(qū)動(dòng)的車輛的蓄能器的充電，而不必使受電器連同升降設(shè)備一起被車輛攜帶，并且其中，充電過程盡可能是可自動(dòng)化的。

所述技術(shù)問題通過一種用于給電池驅(qū)動(dòng)的車輛、尤其電動(dòng)公共汽車或混合動(dòng)力車的蓄能器充電的車輛充電站解決，其中，所述車輛在充電過程期間停泊在預(yù)定的停泊位置，并且具有如下：

a)基礎(chǔ)體，所述基礎(chǔ)體布置在預(yù)定的停泊位置的附近；

b)懸臂

i.其帶有第一鏈節(jié)，所述第一鏈節(jié)沿縱向長度延伸并且在端部上可旋轉(zhuǎn)地支承在布置在基礎(chǔ)體上的旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)中并且借助旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)器被旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)，

ii.其帶有第二鏈節(jié)，所述第二鏈節(jié)支承在第一鏈節(jié)上的線性導(dǎo)引部中并且能夠借助線性驅(qū)動(dòng)器沿縱向延伸的方向運(yùn)動(dòng)，其中，第二鏈節(jié)的與線性導(dǎo)引部背離的端部與供給接觸設(shè)備相連，

iii.控制單元，所述控制單元控制旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)器和線性驅(qū)動(dòng)器，從而使供給接觸設(shè)備能夠從靜止位置移動(dòng)至工作位置并且能夠反向地復(fù)位移動(dòng)，在所述工作位置中在供給接觸設(shè)備與相對于車輛位置固定地布置的接收接觸設(shè)備之間建立電連接。

所述技術(shù)問題還通過一種用于給電池驅(qū)動(dòng)的車輛、尤其電動(dòng)公共汽車或混合動(dòng)力車的蓄能器充電的方法解決，其中，車輛為了充電而停泊在帶有車輛充電站的預(yù)定的停泊位置中，所述車輛充電站包括：

a.基礎(chǔ)體，所述基礎(chǔ)體布置在預(yù)定的停泊位置的附近；

b.懸臂，

c.帶有第一鏈節(jié)，所述第一鏈節(jié)沿縱向長度延伸并且在端部上可旋轉(zhuǎn)地支承在布置在基礎(chǔ)體上的旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)中并且借助旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)器被旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)；

d.帶有第二鏈節(jié)，所述第二鏈節(jié)支承在第一鏈節(jié)上的線性導(dǎo)引部中并且能夠借助線性驅(qū)動(dòng)器沿縱向運(yùn)動(dòng)，其中，第二鏈節(jié)的與線性導(dǎo)引部背離的端部與供給接觸設(shè)備相連；

e.控制單元，所述控制單元控制旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)器和線性驅(qū)動(dòng)器，其特征在于以下方法步驟

f.供給接觸設(shè)備從靜止位置變換為工作位置，在所述靜止位置中供給接觸設(shè)備的接觸件無電流，在所述工作位置中在供給接觸設(shè)備與設(shè)置在車輛上的且相對于車輛位置固定地布置的接收接觸設(shè)備之間建立電連接，并且蓄能器被充電。

本發(fā)明的有利的設(shè)計(jì)方式、方面和細(xì)節(jié)由從屬權(quán)利要求、說明書和附圖給出。

解決途徑所基于的是，通過站點(diǎn)側(cè)的懸臂建立用于充電過程的電接觸。車輛側(cè)不再需要活動(dòng)的接觸件。通過去掉在車輛頂部攜帶的受電器以及驅(qū)動(dòng)器，減少了車輛重量和可通過高度。由于在車輛上不再具有活動(dòng)的部件，因此也不存在由磨損或環(huán)境影響導(dǎo)致的干擾。

車輛充電站的一種實(shí)施方式可以是優(yōu)選的，其中，構(gòu)成供給接觸設(shè)備，從而使供給接觸設(shè)備與接收接觸設(shè)備的適配的接觸帶共同作用，所述接觸帶布置在車輛頂部的平面中或與車輛頂部平行的平面中。車輛側(cè)的接觸設(shè)備可以集成在車頂?shù)钠矫嬷谢騻?cè)壁中，那么僅需要對車輛輪廓進(jìn)行微小改變。

會(huì)有利的是，接收接觸設(shè)備的各個(gè)接觸帶沿車輛的縱向延伸的方向布置，或者橫向于車輛的縱向延伸布置。在前者情況下，對沿行駛方向的位置準(zhǔn)確性方面的要求較低，而在后者情況下，對橫向于行駛方向的位置準(zhǔn)確性方面的要求較低。

當(dāng)借助由旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)的旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)建立在懸臂的第二鏈節(jié)與供給接觸設(shè)備之間的連接時(shí)，可以更好地補(bǔ)償車輛的非對稱的充電狀態(tài)，其中，車輛繞其縱軸線傾斜。

會(huì)有效的是，借助驅(qū)動(dòng)器實(shí)現(xiàn)懸臂的各個(gè)鏈節(jié)在工作或擺動(dòng)平面中的運(yùn)動(dòng)，所述工作或擺動(dòng)平面大致橫向于停泊車輛的縱向延伸的方向指向?；A(chǔ)體與車輛之間的相對位置由此能夠被更簡單地檢測。

附圖說明

借助以下附圖說明的部分來進(jìn)一步闡述本發(fā)明，由所述附圖可以借助不做限制的實(shí)施例得出本發(fā)明的其他有利的設(shè)計(jì)方式、細(xì)節(jié)和改進(jìn)方式。在附圖中：

圖1以示意性側(cè)視圖方式示出帶有懸臂的車輛充電站，所述懸臂由兩個(gè)沿線性的延伸方向可活動(dòng)的鏈節(jié)構(gòu)成；

圖2示出圖1的俯視圖；

圖3示出帶有接收接觸設(shè)備的車輛頂部的俯視圖，所述接收接觸設(shè)備由三個(gè)沿行駛方向布置的接觸帶組成；

圖4示出帶有接收接觸設(shè)備的車輛頂部的俯視圖，所述接收接觸設(shè)備由三個(gè)橫向于行駛方向布置的接觸帶組成。

具體實(shí)施方式

圖1示出帶有懸臂6的車輛充電站1的簡化圖，所述懸臂帶有兩個(gè)沿線性的延伸方向可活動(dòng)的鏈節(jié)4、5。在該充電站1的附近具有停泊在停泊位置中的車輛10，即全電動(dòng)公共汽車，所述車輛的總體能量需求通過車載攜帶式的電池17被滿足。充電站1主要由基礎(chǔ)體2和懸臂6組成，所述懸臂在與基礎(chǔ)體2背離的端部上具有供給接觸設(shè)備8。充電站1在車道邊緣21上位置固定地布置在車輛10的停泊位置20(圖2)的附近。在圖1所示的靜止位置中，供給接觸設(shè)備8處于車輛頂部13的上方。供給接觸設(shè)備8的各個(gè)接觸件在所述靜止位置中無電流，但可與在圖1中未詳細(xì)示出的電網(wǎng)相連或已經(jīng)相連。為了給安置在車輛10中的蓄能器17充電，供給接觸設(shè)備8必須朝車輛10的方向運(yùn)動(dòng)，也即在所示圖1的實(shí)施例中朝固定在車輛頂部13上的且與蓄能器17電連接的接收接觸設(shè)備9擺動(dòng)。在具體闡述由驅(qū)動(dòng)器控制的運(yùn)動(dòng)流程之前，首先描述車輛充電站1的各個(gè)部件。

懸臂6由縱長的第一鏈節(jié)4和縱長的第二鏈節(jié)5組成。第一鏈節(jié)4類似于擺動(dòng)臂，并且在端側(cè)上可旋轉(zhuǎn)地支承在旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)3中，所述旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)以相對于路面11的高度14布置在基礎(chǔ)體2上。借助旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)器31使第一鏈節(jié)4沿雙箭頭18的方向旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。在第一鏈節(jié)的背離旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)3的區(qū)段上在第一鏈節(jié)4上布置有線性導(dǎo)引部22，懸臂6的縱長的第二鏈節(jié)5可線性運(yùn)動(dòng)地支承在所述線性導(dǎo)引部中。線性驅(qū)動(dòng)器41使第二鏈節(jié)5沿懸臂6的縱向延伸的方向運(yùn)動(dòng)，這在圖1中借助雙箭頭19示出。第二鏈節(jié)在其背離基礎(chǔ)體2的端部上帶有供給接觸設(shè)備8，所述供給接觸設(shè)備與供應(yīng)電網(wǎng)電連接。

現(xiàn)在為了使供給接觸設(shè)備8從圖1所示的靜止位置轉(zhuǎn)變?yōu)楣ぷ魑恢?充電位置)，借助旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)器31使懸臂6向車輛10擺動(dòng)(在圖1中沿順時(shí)針擺動(dòng))并且與此同步或不同步地借助線性驅(qū)動(dòng)器21運(yùn)動(dòng)，從而使供給接觸設(shè)備8的接觸件與接收接觸設(shè)備9的適配的接觸件相接觸。布置在基礎(chǔ)體2中的控制單元15在此控制旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)器31和線性驅(qū)動(dòng)器41。

供給接觸設(shè)備8從靜止位置至工作位置以及反向的運(yùn)動(dòng)流程在控制單元15的控制下自動(dòng)進(jìn)行。

如上所述，車輛10處于停泊位置20中。為了檢測對于建立接觸所需的車輛10的精確位置，在基礎(chǔ)體2中設(shè)置車輛位置檢測裝置16，所述車輛位置檢測裝置檢測基礎(chǔ)體2與車輛10之間的側(cè)向間距(y-方向)和必要時(shí)沿行駛方向(x-方向)的車輛位置，并且將該信息傳遞給控制單元15。

旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)3處于相對于路面11的高度14上。(沿z-方向)在旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)3與路面11之間的間距14能夠借助在圖1中未詳細(xì)示出的線性驅(qū)動(dòng)器被調(diào)節(jié)。在圖1中，路面11與旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)3之間的間距14略微大于車輛頂部13與路面11之間的間距。

如圖1所示，供給接觸設(shè)備8與懸臂6的第二鏈節(jié)5之間的連接可以通過另外的旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)7實(shí)現(xiàn)。旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)7由旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)器71驅(qū)動(dòng)。由此實(shí)現(xiàn)的是，接觸設(shè)備8的各個(gè)接觸件在朝車輛頂部13下降時(shí)能夠準(zhǔn)確地對準(zhǔn)接觸設(shè)備9的適配的接觸件。

圖2示出處于工作或運(yùn)行位置中的車輛充電站1的俯視圖，其中，車輛10與充電站1之間的接觸已經(jīng)建立。在圖2中通過標(biāo)記示出停泊位置20。

接收接觸設(shè)備9通過三個(gè)縱長的接觸帶(正極、負(fù)極、接地)構(gòu)成，所述接觸帶相互平行并且沿車輛10的縱向延伸的方向位置固定地安裝在車輛頂部13上。

在圖2中，接收接觸設(shè)備9不處于中心，而處于車輛10的朝向基礎(chǔ)體2的車頂半部上。如圖1的視圖可知，然而懸臂6還能夠通過驅(qū)動(dòng)器31、41、71的適當(dāng)控制給停泊在車道邊緣21左側(cè)的車輛10充電。為此，旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)器31逆時(shí)針方向以旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)器71的相應(yīng)旋轉(zhuǎn)方向向左旋轉(zhuǎn)。線性驅(qū)動(dòng)器41又考慮車輛10與基礎(chǔ)體2之前的精確的橫向間距。

驅(qū)動(dòng)器31和71構(gòu)成為電位置驅(qū)動(dòng)器。線性驅(qū)動(dòng)器41同樣是與傳動(dòng)裝置相連的電位置驅(qū)動(dòng)器。然而還可行的是，驅(qū)動(dòng)器31、41、71氣動(dòng)或液壓地運(yùn)行。

供給接觸設(shè)備8的各個(gè)接觸元件能夠例如由金屬刷構(gòu)成，所述金屬刷借助彈簧被預(yù)緊。

接收接觸設(shè)備9的各個(gè)接觸元件以條帶或金屬板的形式構(gòu)成，并且嵌入由電絕緣體制成的接觸板中。在接觸板中的嵌入可以這樣完成，即，金屬板從板面中略微突出。

本發(fā)明的主要優(yōu)點(diǎn)在于，在車輛頂部上不再需要帶有活動(dòng)部件的受電器。這節(jié)省了重量而且是維護(hù)友好的。

盡管本發(fā)明通過上述優(yōu)選的實(shí)施例被詳盡地闡釋和描述，然而本發(fā)明并不局限于公開的實(shí)施例。本領(lǐng)域技術(shù)人員也可以由此推導(dǎo)出其他的變型方案，只要不離開本發(fā)明的保護(hù)范圍即可。

這樣，顯然接觸件的數(shù)量不局限于三個(gè)，而是可以包括多個(gè)接觸件。

懸臂6可以具有多個(gè)可線性活動(dòng)導(dǎo)引的鏈節(jié)。

還可以考慮的是，在基礎(chǔ)體2上布置多個(gè)懸臂6，所述懸臂分別設(shè)有供給接觸設(shè)備。

接收接觸設(shè)備9在車輛10上的位置固定的安置可以與車輛輪廓齊平，或者在相對于車輛頂部或車輛側(cè)壁平行延伸的平面內(nèi)進(jìn)行。

顯然，示出為矩形的接觸件也可以具有不同的幾何形狀。

附圖標(biāo)記清單

1 車輛充電站

2 基礎(chǔ)體

3 第一旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)

4 第一鏈節(jié)

5 第二鏈節(jié)

6 懸臂

7 第二旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)

8 供給接觸設(shè)備

9 接收接觸設(shè)備

10 車輛

11 路面

12 基礎(chǔ)體2與車輛10之間的間距

13 車輛頂部

14 間距

15 控制單元

16 車輛位置檢測裝置

17 蓄能器、電池

18 箭頭(擺動(dòng)運(yùn)動(dòng))

19 箭頭(線性運(yùn)動(dòng))

20 停泊位置

21 車道邊緣

22 線性導(dǎo)引部

31 第一旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)器

41 線性驅(qū)動(dòng)器

71 第二旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)器