本發(fā)明涉及一種模塊化的車輛系統(tǒng)、一種電動(dòng)車輛和一種用于與電動(dòng)車輛連接的模塊。

背景技術(shù)：

長期以來，尤其對(duì)于短途客運(yùn)交通而言，由于提高的能量成本和對(duì)減少交通排放的要求，電驅(qū)動(dòng)的車輛越來越重要。特別地，在輕型電動(dòng)車輛的領(lǐng)域中，在此期間市售大量車輛類型，在所述領(lǐng)域中例如包括電動(dòng)自行車、摩托化自行車和雙輪滑車，但是也包括輪椅和全地形車。

所有這些車輛具有電動(dòng)馬達(dá)，所述電動(dòng)馬達(dá)用于單獨(dú)地或者輔助性地進(jìn)行驅(qū)動(dòng)并且經(jīng)由一個(gè)或多個(gè)電池給供給電能。因此必要的是：電動(dòng)車輛的電系統(tǒng)設(shè)計(jì)為，使得提供電動(dòng)馬達(dá)的安全且無干擾的功率供給。

在這些車輛中，全部驅(qū)動(dòng)功率或者驅(qū)動(dòng)功率的大部分必須經(jīng)由車輛的電系統(tǒng)提供。電流強(qiáng)度和/或運(yùn)行電壓因此與在已知的機(jī)動(dòng)車輛相比通常更高。在對(duì)電系統(tǒng)進(jìn)行干預(yù)時(shí)，因此例如當(dāng)裝入不兼容的電池或者將不適當(dāng)?shù)某潆娫O(shè)備與車輛連接時(shí)，產(chǎn)生相對(duì)高的損壞風(fēng)險(xiǎn)，尤其還有車輛的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的損壞風(fēng)險(xiǎn)。與常規(guī)的機(jī)動(dòng)車輛不同，在電動(dòng)車輛中無法完全避免未經(jīng)培訓(xùn)的人員對(duì)電系統(tǒng)進(jìn)行干預(yù)。由于受限的電池容量從而由于受限的有效距離，例如需要的是：使用者能夠?qū)⒊潆娫O(shè)備連接到車輛上或者能夠容易地更換電池。從wo2011/135036a2中已知如下電動(dòng)車輛，所述電動(dòng)車輛實(shí)現(xiàn)了尤其也通過車輛使用者容易且安全地更換電模塊。

各個(gè)部件，例如充電設(shè)備或者電池意外地?cái)嚅_或者連接，會(huì)引起干擾或者在最不利的情況下也會(huì)引起電動(dòng)車輛的電系統(tǒng)損壞。恰好在公共區(qū)域中，例如在公共的固定的充電樁處，或者在租借的情況中，在對(duì)于公眾可自由進(jìn)入的自助服務(wù)站處，不對(duì)在充電樁或站和車輛之間是否進(jìn)行符合規(guī)定的連接進(jìn)行檢查。此外，已知的連接系統(tǒng)無法確保安全的保護(hù)以防第三者干預(yù)到充電站和電池之間的連接中。具有提高的運(yùn)行安全性的模塊化的車輛系統(tǒng)例如從wo2012/107448a1中已知，在所述車輛系統(tǒng)中，對(duì)與模塊的連接能夠借助于閉鎖裝置來尤其簡單地、安全地并且對(duì)未經(jīng)授權(quán)的人員的干預(yù)受保護(hù)地進(jìn)行。

在這兩個(gè)上述文獻(xiàn)中，進(jìn)行電動(dòng)車輛和模塊之間的通信，以便還保證該通信的兼容性。在充電模塊的情況下，在檢查兼容性期間，尤其檢查部件的電運(yùn)行參數(shù)，以便保證：在電動(dòng)車輛方設(shè)置的電池能夠安全地借助于充電模塊充電。為了該目的，在一個(gè)實(shí)施例中，電動(dòng)車輛的控制裝置經(jīng)由可斷開的總線系統(tǒng)與模塊的模塊控制裝置連接。

尤其如果開始提及的部件遭受氣候影響，那么這種連接的問題會(huì)是接觸安全性。如果通信不是可靠地可行的，那么功能會(huì)強(qiáng)烈受限。在開始提及的充電模塊實(shí)例中，給電動(dòng)車輛的電池充電因此是不可行的。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

因此存在下述目的，實(shí)現(xiàn)一種模塊化的車輛系統(tǒng)，其中避免現(xiàn)有技術(shù)的所提及的缺點(diǎn)，其中尤其提供車輛和模塊之間的更可靠的通信。

所述目的通過根據(jù)權(quán)利要求1的模塊化的車輛系統(tǒng)、根據(jù)權(quán)利要求13的電動(dòng)車輛、根據(jù)權(quán)利要求14的模塊和根據(jù)權(quán)利要求15的方法來實(shí)現(xiàn)，所述車輛系統(tǒng)具有電動(dòng)車輛和可借助于插接連接與電動(dòng)車輛連接的模塊。本發(fā)明的優(yōu)選的實(shí)施方式在從屬權(quán)利要求中描述。

本發(fā)明的核心方面是在電動(dòng)車輛和模塊之間的插接連接中使用近距離或近場通信，在下文中也稱為“nfc”(nearfieldcommunication近場通信)，以便至少將電動(dòng)車輛的控制裝置與模塊的模塊控制裝置連接以進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。除了可靠的通信，甚至在經(jīng)受氣候影響的部件中，根據(jù)本發(fā)明的設(shè)計(jì)方案還提供控制裝置和模塊控制裝置之間的電氣隔離，這在一個(gè)部件故障時(shí)避免了相應(yīng)其它部件損壞。與rfid技術(shù)相反，在插接連接中使用nfc，也就是說，使用不產(chǎn)生顯著的遠(yuǎn)場的無線通信，還降低了因受限的通信有效距離所引起的可能的數(shù)據(jù)安全性疑慮。

在本發(fā)明的范圍中，將電動(dòng)車輛理解為單軌或多軌的電驅(qū)動(dòng)的車輛并且尤其理解為公路行駛車輛。優(yōu)選地，電動(dòng)車輛是輕型電動(dòng)車輛，例如電的雙輪車或三輪車或者電動(dòng)自動(dòng)車、摩托化自行車、雙輪滑車、輪椅、全地形車或者卡丁車。尤其優(yōu)選的是如下輕型電動(dòng)車輛，所述輕型電動(dòng)車輛具有不大于500kg的、更優(yōu)選不大于350kg的凈重，相應(yīng)不具有配件，例如電池。

根據(jù)本發(fā)明，電動(dòng)車輛具有：至少一個(gè)功率車載電網(wǎng)，所述功率車載電網(wǎng)用于給電動(dòng)車輛的電驅(qū)動(dòng)單元供給能量；控制裝置，所述控制裝置用于與模塊通信；和至少一個(gè)與功率車載電網(wǎng)以及控制裝置連接的接口，所述接口用于與模塊連接，所述接口形成插接連接的第一元件。

模塊具有至少一個(gè)電裝置、用于與電動(dòng)車輛的控制裝置通信的模塊控制裝置，和與電裝置和模塊控制裝置連接的連接元件，所述連接元件形成插接連接的第二元件。電動(dòng)車輛的接口能夠以可分離的方式與模塊的連接元件連接，尤其機(jī)械地連接，以便將模塊的電裝置與電動(dòng)車輛的功率車載電網(wǎng)連接。車輛和模塊自然能夠具有其它部件，尤其一個(gè)或多個(gè)開關(guān)單元，所述開關(guān)單元對(duì)功率車載電網(wǎng)和模塊之間的連接進(jìn)行開關(guān)，然而首先不對(duì)其詳細(xì)探討。

電動(dòng)車輛的接口根據(jù)本發(fā)明具有第一nfc裝置，并且模塊的連接元件具有第二nfc裝置，所述第一nfc裝置和第二nfc裝置至少彼此構(gòu)成用于進(jìn)行近場通信，以便將電動(dòng)車輛的控制裝置與模塊控制裝置連接。

根據(jù)本發(fā)明的電動(dòng)車輛的功率車載電網(wǎng)設(shè)計(jì)用于給電驅(qū)動(dòng)單元供給能量并且至少將驅(qū)動(dòng)單元與至少一個(gè)接口連接。功率車載電網(wǎng)自然基本上能夠連接車輛的其它相應(yīng)構(gòu)成的接口、電部件或者電組件，例如一個(gè)或多個(gè)內(nèi)部的電池、發(fā)電機(jī)、燃料電池、dc/dc轉(zhuǎn)換器、馬達(dá)或者其它部件。

由于在電驅(qū)動(dòng)單元的能量供給方面的要求，功率車載電網(wǎng)優(yōu)選針對(duì)至少3a的，尤其至少5a的，適當(dāng)?shù)?00a的電流來設(shè)計(jì)。電壓在此能夠適當(dāng)?shù)剡x擇并且是交變電壓或者直電流壓。適當(dāng)?shù)?，電壓?0v至200v，尤其24v至120v，尤其在60v和120v之間。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，功率車載電網(wǎng)是直流功率電網(wǎng)，尤其60v的dc功率電網(wǎng)(峰值電壓)。

根據(jù)車輛的設(shè)計(jì)方案和類型，除了功率車載電網(wǎng)外，根據(jù)另一實(shí)施例設(shè)有獨(dú)立的輔助車載電網(wǎng)，所述輔助車載電網(wǎng)給其它電組件，如控制裝置、儀表、操作元件和/或照明裝置供給電能。尤其優(yōu)選的是，輔助車載電網(wǎng)針對(duì)12v或14v的電壓來設(shè)計(jì)。輔助車載電網(wǎng)能夠具有自身的電壓供給裝置，例如電池，或者例如借助于轉(zhuǎn)換器從功率車載電網(wǎng)來供給。補(bǔ)充地或者替選地，功率車載電網(wǎng)能夠針對(duì)多個(gè)電壓水平，例如60v以及120v的峰值電壓或者48v和96v的標(biāo)稱電壓構(gòu)成，以便例如實(shí)現(xiàn)電池的快速充電。

在本發(fā)明的范圍中，自然將電池理解為可再次充電的能量儲(chǔ)存器，即例如一個(gè)或多個(gè)蓄電池。

根據(jù)本發(fā)明的電驅(qū)動(dòng)單元用于將電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械功并且例如能夠具有一個(gè)或多個(gè)電動(dòng)馬達(dá)。在此，電驅(qū)動(dòng)單元用作為主驅(qū)動(dòng)器；然而，替選地或者補(bǔ)充地，同樣可以考慮的是：電驅(qū)動(dòng)單元用于輔助性地進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，例如在電動(dòng)自行車中輔助性地用于腳踏式驅(qū)動(dòng)。

電驅(qū)動(dòng)單元能夠構(gòu)成為直接驅(qū)動(dòng)器，也就是說，構(gòu)成為不具有傳動(dòng)裝置的驅(qū)動(dòng)器，這在能量效率方面是有利的。在輕型電動(dòng)車輛中，電驅(qū)動(dòng)單元優(yōu)選是葉輪轉(zhuǎn)子馬達(dá)。尤其優(yōu)選的是，驅(qū)動(dòng)單元是變速馬達(dá)。根據(jù)驅(qū)動(dòng)單元的設(shè)計(jì)方案提出一種馬達(dá)控制裝置，所述馬達(dá)控制裝置構(gòu)成用于調(diào)控驅(qū)動(dòng)功率，例如借助于電流和/或電壓調(diào)控和/或脈寬調(diào)制(pwm)來進(jìn)行。

車輛的至少一個(gè)接口構(gòu)成用于與模塊的連接元件連接。接口和連接元件在此能夠具有所有適當(dāng)?shù)脑O(shè)計(jì)方案，所述接口和連接元件提供模塊和功率車載電網(wǎng)之間的安全的電連接。自然，接口和連接元件應(yīng)當(dāng)相應(yīng)在機(jī)械上彼此匹配地構(gòu)成。接口和連接元件根據(jù)本發(fā)明構(gòu)成為插接連接。由此，實(shí)現(xiàn)了突出的可操作性并且實(shí)現(xiàn)了容易地將模塊與車輛連接。優(yōu)選地，連接元件和接口構(gòu)成為彼此匹配的插接元件。優(yōu)選地，接口構(gòu)成為插頭而連接元件構(gòu)成為插座。

根據(jù)本發(fā)明，車輛側(cè)的接口至少與功率車載電網(wǎng)和控制裝置連接，而模塊側(cè)的連接元件至少與電裝置和模塊控制裝置連接。這些內(nèi)部的連接基于導(dǎo)體構(gòu)成并且能夠永久地、可分離地或者可開關(guān)地構(gòu)成。所述連接應(yīng)當(dāng)容易地遵循：應(yīng)當(dāng)將連接以匹配于相應(yīng)的電壓和相應(yīng)的電流的方式構(gòu)成。

鑒于通過車輛使用者進(jìn)行的可能的操作，優(yōu)選所有引導(dǎo)電流的部件應(yīng)當(dāng)適當(dāng)?shù)匾苑澜佑|保護(hù)的方式構(gòu)成，相應(yīng)地，接口和連接元件也是如此。

根據(jù)本發(fā)明的電模塊除了連接元件外還具有如已經(jīng)提及的電裝置。電裝置設(shè)計(jì)用于與功率車載電網(wǎng)連接并且能夠具有所有適當(dāng)?shù)脑O(shè)計(jì)方案。在此，在最簡單的情況下，其例如能夠是電的導(dǎo)體裝置，所述導(dǎo)體裝置構(gòu)成用于經(jīng)由連接元件與功率車載電網(wǎng)連接，并且例如將功率車載電網(wǎng)必要時(shí)借助于另一插接連接器與其它構(gòu)件或者另一模塊連接。然而，特別地，電裝置包括一個(gè)或多個(gè)電的或者電子的構(gòu)件和/或電路。

適當(dāng)?shù)?，電裝置是功率裝置。術(shù)語功率裝置在本發(fā)明的范圍中包括所有的電的電路裝置和構(gòu)件，所述電路裝置和構(gòu)件構(gòu)成用于與功率車載電網(wǎng)或驅(qū)動(dòng)單元連接并且尤其構(gòu)成用于給驅(qū)動(dòng)單元輸送電能或者用于將在驅(qū)動(dòng)單元方產(chǎn)生的電能導(dǎo)出。當(dāng)驅(qū)動(dòng)單元用作為再生制動(dòng)器或者發(fā)電機(jī)時(shí)，尤其能夠是上述后面提到的情況。優(yōu)選地，功率裝置針對(duì)輸送或?qū)С鲋辽?a的，尤其優(yōu)選至少5a的并且尤其100a的電流來設(shè)計(jì)。

適當(dāng)?shù)?，電裝置是電壓源或電流源，即能量源，并且例如具有電池、充電設(shè)備、太陽能電池板、燃料電池和/或發(fā)電機(jī)。模塊由此尤其能夠構(gòu)成為充電設(shè)備或者充電站，也就是說，構(gòu)成為“充電模塊”。替選地或者補(bǔ)充地，電裝置也能夠構(gòu)成為電消耗器，也就是說，構(gòu)成為散能裝置，并且例如具有制動(dòng)電阻、處于充電運(yùn)行模式中的電池、轉(zhuǎn)換器或者用于電網(wǎng)的功率饋入裝置，所述電網(wǎng)必要時(shí)具有用于“車輛至電網(wǎng)”耦聯(lián)裝置的逆變器。

控制裝置為了與至少一個(gè)模塊通信尤其能夠具有一個(gè)或多個(gè)微處理器或者相應(yīng)設(shè)立的計(jì)算機(jī)單元，所述計(jì)算機(jī)單元具有相應(yīng)的、存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中的編程裝置。

控制裝置能夠一件式或多件式地構(gòu)成，其中中央的控制裝置是優(yōu)選的。控制裝置也能夠與車輛的其它部件集成地構(gòu)成，例如與電驅(qū)動(dòng)單元的馬達(dá)控制裝置集成地構(gòu)成。優(yōu)選地，控制裝置對(duì)應(yīng)于“能量總線-控制器(ebc)”。

模塊控制裝置例如能夠具有微控制器、微處理器或者另一適當(dāng)?shù)碾娮訕?gòu)件，所述微控制器、微處理器或者另一適當(dāng)?shù)碾娮訕?gòu)件必要時(shí)具有相應(yīng)的編程裝置，使得與控制裝置的通信是可行的。

如已經(jīng)提及的那樣，電動(dòng)車輛的接口還具有第一nfc裝置，并且連接元件具有第二nfc裝置，所述第一nfc裝置和第二nfc裝置至少構(gòu)成用于彼此近場通信，以便將電動(dòng)車輛的控制裝置與模塊控制裝置連接。

在本文中，將控制裝置和模塊控制裝置之間的連接理解為數(shù)據(jù)連接，所述數(shù)據(jù)連接允許在之前所提到的部件之間的至少一個(gè)單向的并且優(yōu)選雙向的通信。

這兩個(gè)近場通信裝置構(gòu)成用于近場通信，從而用于彼此間無線的通信。在此，將術(shù)語“近場通信”理解為無線的通信，其中不產(chǎn)生顯著的遠(yuǎn)場。所述通信能夠電感性地、電容性地或者光學(xué)地進(jìn)行。通信的有效距離優(yōu)選小于10cm并且尤其小于2cm。nfc裝置在此為了進(jìn)行通信能夠使用適當(dāng)?shù)耐ㄐ艆f(xié)議，例如iso14443、18092、21481、ecma340、352、356、362或者etsits102190。特別地，近場通信優(yōu)選具有在ism頻帶中的頻率，尤其優(yōu)選13.56mhz的頻率。

如開始已經(jīng)探討的那樣，通過使用nfc裝置能夠提供車輛的控制裝置和模塊控制裝置之間的可靠的通信。當(dāng)插接連接經(jīng)受氣候影響時(shí)，尤其是這種情況，這會(huì)輕易地導(dǎo)致接觸腐蝕或者接觸部受污染。這在功率車載電網(wǎng)和電裝置之間的連接中出現(xiàn)高的電流時(shí)通常是沒有問題的，而導(dǎo)電的數(shù)據(jù)連接的接觸部卻敏感得多。本發(fā)明以有利的方式避免相應(yīng)的接觸問題。在此，使用近場通信同時(shí)提高了通信的安全性，改進(jìn)了抗干擾性并且相對(duì)于使用例如wifi、wlan或者rfid簡化了尋址。如已經(jīng)提及的那樣，本發(fā)明也提供至少在控制裝置和模塊控制裝置之間的有利的電氣隔離。

第一和第二nfc裝置能夠具有所有適當(dāng)?shù)脑O(shè)計(jì)方案，以便提供彼此間的近場通信。根據(jù)一個(gè)適當(dāng)?shù)膶?shí)施方式，這兩個(gè)nfc裝置中的至少一個(gè)與接口或連接元件整體地構(gòu)成，這提供極其緊湊的構(gòu)型。在此，相應(yīng)的nfc裝置能夠以“封裝的方式”設(shè)置在接口或連接元件的殼體中，使得該nfc裝置能夠被保護(hù)免受氣候影響或者損壞。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，nfc裝置中的至少一個(gè)具有電磁有效的屏蔽裝置。由此，所述通信能夠安全地被限制到之前提及的有效距離上，這再次改進(jìn)了通信的安全性。

如一開始提及的那樣，nfc裝置允許至少一個(gè)單向的通信。優(yōu)選地，這兩個(gè)nfc裝置構(gòu)成用于雙向的通信。尤其優(yōu)選地，這兩個(gè)nfc裝置都構(gòu)成為是有源的。電壓供給裝置在此例如能夠經(jīng)由輔助車載電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)。

根據(jù)另一替選的或者補(bǔ)充的實(shí)施方式，nfc裝置能夠附加地構(gòu)成用于傳輸能量，尤其用于給電動(dòng)車輛的控制單元和/或模塊控制裝置供給電能。

根據(jù)當(dāng)前的實(shí)施方式，nfc裝置除了提供通信或數(shù)據(jù)連接外同時(shí)允許傳輸電能，這是尤其有利的。在此，一方面，例如如果內(nèi)部的電池應(yīng)當(dāng)完全被放空的話，或者但是通過存在于車輛側(cè)的電壓源給模塊控制裝置供給電能，那么可以通過模塊給車輛中的控制單元供給電能。相應(yīng)地，當(dāng)前的設(shè)計(jì)方案允許控制裝置和模塊控制裝置之間的通信，即使在車輛電池完全被放空并且保持電氣隔離時(shí)也是如此。

在當(dāng)前的設(shè)計(jì)方案的范圍中，將傳輸能量或供給電能理解為傳輸至少1瓦特直至例如最大24瓦特的電功率。

如一開始提及的那樣，電動(dòng)車輛還能夠具有輔助車載電網(wǎng)，所述輔助車載電網(wǎng)給其它的電組件，如控制裝置、儀表、操作元件和/或照明裝置供給電能。特別地，輔助車載電網(wǎng)能夠構(gòu)成用于給控制裝置供給電能。

根據(jù)另一實(shí)施例，nfc裝置構(gòu)成用于在車輛的輔助車載電網(wǎng)和模塊之間傳輸電能。特別地，在此能夠進(jìn)行輔助車載電網(wǎng)和模塊的輔助模塊電網(wǎng)之間的連接。輔助模塊電網(wǎng)在此例如能夠與模塊控制裝置連接，使得模塊控制裝置能夠相應(yīng)地用輔助車載電網(wǎng)中的電能來供電。替選地或者補(bǔ)充地，例如在如一開始所提及的“充電模塊”的情況下，輔助模塊電網(wǎng)能夠與電壓源，例如12v或者14v的電源的連接，以便必要時(shí)給電動(dòng)車輛的控制裝置和模塊控制裝置供給對(duì)于按照規(guī)定運(yùn)行這些部件必需的電能。

為了進(jìn)行電能傳輸，nfc裝置能夠具有所有適當(dāng)?shù)脑O(shè)計(jì)方案。能量傳輸在此能夠電容性地或者電感性地進(jìn)行。

根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式，第一和第二nfc裝置分別具有nfc線圈，所述nfc線圈的線圈軸線與插接方向正交并且在接口和連接元件的正常的連接中彼此平行地設(shè)置。由此，借助于nfc裝置一方面保證了信號(hào)的尤其好的傳輸并且必要時(shí)另一方面保證了有效的能量傳輸。

第一和第二nfc裝置尤其能夠構(gòu)成為，使得其線圈軸線在插接連接正常地連接時(shí)基本上完全地，也就是說，例如以必要時(shí)+-2mm的公差重合。

適當(dāng)?shù)兀涌诤瓦B接元件構(gòu)成用于將模塊的電裝置與電動(dòng)車輛的功率車載電網(wǎng)電流連接，而將控制裝置和模塊控制裝置電氣隔離。以這種方式能夠在模塊的電裝置和電動(dòng)車輛的功率車載電網(wǎng)之間傳輸高電壓和/或電流，而能夠排除在控制裝置和模塊控制裝置之間(無意地)傳輸過高的電壓和/或電流。相應(yīng)地，進(jìn)一步降低錯(cuò)誤操作的風(fēng)險(xiǎn)。

根據(jù)另一實(shí)施例，接口和連接元件能夠構(gòu)成用于將模塊的電裝置與電動(dòng)車輛的功率車載電網(wǎng)在多個(gè)電壓水平上電流連接。如一開始所探討的那樣，這例如對(duì)于電池的快速充電是適宜的。優(yōu)選地，功率車載電網(wǎng)和/或模塊的電裝置在此具有兩個(gè)在彼此分開的導(dǎo)體上的電壓水平。

適當(dāng)?shù)兀涌诤瓦B接元件具有：至少一個(gè)第一接觸元件，所述第一接觸元件用于將功率車載電網(wǎng)與電裝置在第一電壓水平上連接；以及至少一個(gè)第二接觸元件，所述第二接觸元件用于將電動(dòng)車輛的功率車載電網(wǎng)與電裝置在不同的第二電壓水平上連接。第二電壓水平在此能夠?qū)?yīng)于快速充電線路。在“充電模塊”的情況下，電裝置能夠相應(yīng)地具有電壓供給裝置，所述電壓供給裝置提供至少兩個(gè)電壓。

根據(jù)另一替選的或者補(bǔ)充的實(shí)施方式，第一和/或第二nfc裝置能夠具有nfc控制裝置。該nfc控制裝置尤其能夠構(gòu)成用于與控制裝置通信從而允許驗(yàn)證相應(yīng)的nfc裝置。當(dāng)電動(dòng)車輛構(gòu)成有多于一個(gè)的接口時(shí)，當(dāng)前的實(shí)施方式尤其能夠是適當(dāng)?shù)?。在這種情況下，可確定哪個(gè)模塊與哪個(gè)接口連接，使得可以進(jìn)行模塊和接口的關(guān)聯(lián)。尤其有利的是，nfc控制裝置是可邏輯尋址的。這允許對(duì)電流路徑進(jìn)行分析并且必要時(shí)允許對(duì)數(shù)據(jù)路徑或通信進(jìn)行分析。

適當(dāng)?shù)?，nfc控制裝置構(gòu)成用于在功率車載電網(wǎng)或輔助車載電網(wǎng)上進(jìn)行電流和/或電壓測量，例如借助于相應(yīng)的測量單元測量。該設(shè)計(jì)方案允許監(jiān)控電連接，例如充電過程。替選地或者補(bǔ)充地，nfc控制裝置構(gòu)成用于控制開關(guān)單元和/或閉鎖驅(qū)動(dòng)器，如其接下來闡述。

nfc控制裝置能夠與相應(yīng)的nfc裝置整體地構(gòu)成或者設(shè)置作為獨(dú)立的控制裝置。根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式，第二nfc裝置的nfc控制裝置與模塊控制裝置例如在微處理器中整體地構(gòu)成。

根據(jù)本發(fā)明的另一替選的或者補(bǔ)充的實(shí)施方式，在接口上設(shè)置有第一閉鎖機(jī)構(gòu)。在連接元件上設(shè)置有第二閉鎖機(jī)構(gòu)，所述第二閉鎖機(jī)構(gòu)構(gòu)成用于與第一閉鎖機(jī)構(gòu)接合。

所述閉鎖機(jī)構(gòu)中的至少一個(gè)能夠在自由位置(解鎖)和閉鎖位置(鎖止)之間可運(yùn)動(dòng)。在自由位置中，連接元件可與接口分開。在閉鎖位置中，連接元件與接口機(jī)械地閉鎖。在該實(shí)施方式中，除了車輛和模塊之間的電連接，在連接的運(yùn)行狀態(tài)中同時(shí)實(shí)現(xiàn)部件的機(jī)械的閉鎖。

由此，當(dāng)前的實(shí)施方式實(shí)現(xiàn)了車輛和模塊之間的安全的連接，這提高了運(yùn)行安全性并且降低了未經(jīng)授權(quán)人員干預(yù)的危險(xiǎn)。在此尤其有利的是，經(jīng)由車輛的至少一個(gè)接口和模塊的連接元件不僅進(jìn)行電連接而且進(jìn)行機(jī)械的閉鎖。由此，所述系統(tǒng)是尤其用戶友好的并且可快速且簡單地操作。

根據(jù)當(dāng)前的實(shí)施方式提出的閉鎖機(jī)構(gòu)能夠具有所有適當(dāng)?shù)脑O(shè)計(jì)方案，以便將連接元件和接口在閉鎖位置中彼此閉鎖，也就是說，機(jī)械地彼此固定，使得避免模塊與自行車的意外分離。由此例如可行的是，避免車輛和模塊“在負(fù)荷下”分開，這明顯提高了運(yùn)行安全性。此外，根據(jù)設(shè)計(jì)方案，也能夠防止未經(jīng)授權(quán)從車輛移除模塊，由此提供了一定的防盜保護(hù)。

優(yōu)選地，閉鎖機(jī)構(gòu)構(gòu)成為相對(duì)應(yīng)的元件。在此，閉鎖元件中的一個(gè)例如能夠構(gòu)成為弓形件(bügel)、槽、凹部或者開口，相應(yīng)另外的閉鎖元件接合到所述弓形件、槽、凹部或者開口中，所述相應(yīng)另外的閉鎖元件優(yōu)選構(gòu)成為銷、栓或者鎖緊凸輪。尤其優(yōu)選地，第二閉鎖機(jī)構(gòu)構(gòu)成用于與第一閉鎖機(jī)構(gòu)形狀配合地接合。

閉鎖機(jī)構(gòu)能夠一件式地或者多件式地構(gòu)成，其中第一閉鎖機(jī)構(gòu)優(yōu)選與接口整體地構(gòu)成。適當(dāng)?shù)?，第二閉鎖機(jī)構(gòu)與連接元件整體地構(gòu)成。

如果車輛具有多個(gè)接口，那么優(yōu)選每個(gè)接口都應(yīng)當(dāng)具有相關(guān)聯(lián)的閉鎖機(jī)構(gòu)。

如一開始所探討的那樣，至少第一或第二閉鎖機(jī)構(gòu)能夠是可從自由位置運(yùn)動(dòng)到閉鎖位置中的并且反之亦然。然而，這兩個(gè)閉鎖機(jī)構(gòu)也能夠構(gòu)成為是可運(yùn)動(dòng)的。優(yōu)選地，至少第二閉鎖機(jī)構(gòu)，即模塊側(cè)的閉鎖機(jī)構(gòu)，構(gòu)成為是可運(yùn)動(dòng)的，由此車輛側(cè)的接口能夠有利地尤其簡單且緊湊地構(gòu)成。

相應(yīng)的閉鎖機(jī)構(gòu)例如能夠構(gòu)成為，使得該閉鎖機(jī)構(gòu)可線性地或者旋轉(zhuǎn)地從自由位置運(yùn)動(dòng)到閉鎖位置中。然而，根據(jù)應(yīng)用情況的不同，相應(yīng)的閉鎖機(jī)構(gòu)在此也能夠?qū)嵤┒鄠€(gè)疊加的運(yùn)動(dòng)，例如替選地或者補(bǔ)充地構(gòu)成為是可樞轉(zhuǎn)或可轉(zhuǎn)動(dòng)的，其中閉鎖機(jī)構(gòu)優(yōu)選通過可尤其簡單實(shí)現(xiàn)的運(yùn)動(dòng)從自由位置運(yùn)動(dòng)到閉鎖位置中。優(yōu)選地，至少一個(gè)閉鎖機(jī)構(gòu)可沿著一個(gè)方向運(yùn)動(dòng)，即垂直于接口和連接元件的連接或分開方向運(yùn)動(dòng)，也就是說，垂直于如下方向運(yùn)動(dòng)，接口或連接元件即可沿著所述方向運(yùn)動(dòng)，以便彼此接合或者斷開連接。

在本發(fā)明的范圍中，將“自由位置”或“解鎖位置”理解為閉鎖機(jī)構(gòu)的如下位置，所述位置基本上允許連接元件與接口分開。自然，在車輛和/或模塊上能夠設(shè)置另一保護(hù)裝置或者封閉件，所述保護(hù)裝置或封閉件即使在自由位置中也防止連接元件與接口自動(dòng)分開，即例如進(jìn)行附加的機(jī)械的和/或磁性的鎖止或固定。

在閉鎖位置中，如一開始已經(jīng)探討的那樣，連接元件和接口彼此閉鎖，也就是說，彼此機(jī)械地固定，使得避免模塊與車輛意外分開。這兩個(gè)閉鎖機(jī)構(gòu)在該位置中彼此接合，使得連接元件和接口的分開，也就是說，阻止這些構(gòu)件相對(duì)于彼此沿著分開方向的更大的運(yùn)動(dòng)。連接元件和接口之間的連接因閉鎖而引起的保持力優(yōu)選使得：在閉鎖狀態(tài)中，接口和連接元件無法在正常使用時(shí)彼此拽開，當(dāng)然在借助于人員的體重下這是可能的，更確切地說，使得接口的元件之一不被損壞。對(duì)此，連接元件和接口之間的閉鎖的連接優(yōu)選應(yīng)當(dāng)針對(duì)500n并且優(yōu)選730n的保持力構(gòu)成。然而，在一個(gè)實(shí)施例中附加地提出：設(shè)有閉鎖的自動(dòng)脫開，以便例如當(dāng)超過最大的安全保持力時(shí)，避免部件損壞。這用于進(jìn)一步改進(jìn)當(dāng)前的車輛系統(tǒng)的運(yùn)行安全性。預(yù)設(shè)的安全保持力例如能夠?yàn)?00n并且尤其730n。

在一個(gè)補(bǔ)充的或者替選的實(shí)施例中，接口和連接元件構(gòu)成為，使得在沿著插接連接的軸向方向拉動(dòng)時(shí)超過安全保持力的情況下自動(dòng)地脫開。

替選地或者補(bǔ)充地，在另一實(shí)施例中能夠在接口和/或連接元件上設(shè)有預(yù)定斷裂部位，所述預(yù)定斷裂部位在超過預(yù)設(shè)的垂直的安全保持力時(shí)，也就是說，在超過沿著垂直于插接連接的軸向方向的方向上的安全保持力時(shí)，將所有的接觸部從而也將車輛和模塊彼此分開。預(yù)設(shè)的垂直的安全保持力例如能夠?yàn)?00n并且尤其為800n。

閉鎖機(jī)構(gòu)能夠借助于馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的閉鎖驅(qū)動(dòng)器在自由位置和閉鎖位置之間可運(yùn)動(dòng)地構(gòu)成，例如借助于一個(gè)或多個(gè)彈簧和/或氣動(dòng)的、液壓的或者其它馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的閉鎖驅(qū)動(dòng)器。

根據(jù)一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式，在第一和/或第二閉鎖機(jī)構(gòu)上設(shè)置有可電操作的閉鎖驅(qū)動(dòng)器，所述閉鎖驅(qū)動(dòng)器設(shè)計(jì)用于使閉鎖機(jī)構(gòu)中的至少一個(gè)閉鎖機(jī)構(gòu)，即閉鎖機(jī)構(gòu)中的第一閉鎖機(jī)構(gòu)和/或第二閉鎖機(jī)構(gòu)在自由位置和閉鎖位置之間運(yùn)動(dòng)。

可電操作的閉鎖驅(qū)動(dòng)器對(duì)此能夠具有所有適合的設(shè)計(jì)方案并且例如構(gòu)成為電動(dòng)馬達(dá)。閉鎖驅(qū)動(dòng)器不僅能夠直接地而且能夠經(jīng)由另一機(jī)械系統(tǒng)、例如驅(qū)動(dòng)蝸桿或者齒輪系統(tǒng)與相應(yīng)的閉鎖機(jī)構(gòu)連接，以便使該閉鎖機(jī)構(gòu)在自由位置和閉鎖位置之間運(yùn)動(dòng)。

用于閉鎖機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)器不僅能夠設(shè)置在電動(dòng)車輛上而且能夠設(shè)置在模塊上。只要這兩個(gè)閉鎖機(jī)構(gòu)可運(yùn)動(dòng)地構(gòu)成，那么不僅在電動(dòng)車輛上而且在模塊上能夠分別設(shè)置有所屬的閉鎖驅(qū)動(dòng)器。

尤其優(yōu)選的是，閉鎖驅(qū)動(dòng)器設(shè)置在模塊側(cè)的連接元件上。由此實(shí)現(xiàn)尤其簡單且緊湊的車輛側(cè)的接口。此外，在充電模塊的情況下，因此可機(jī)械運(yùn)動(dòng)的部件不設(shè)置在車輛側(cè)，由此在車輛運(yùn)行期間提供尤其防止外部的影響，例如濕氣和因振動(dòng)而引起的機(jī)械損壞的尤其有利的保護(hù)。此外，在有干擾的情況下，例如能夠與電動(dòng)車輛無關(guān)地訪問閉鎖驅(qū)動(dòng)器，以便例如在維修或者維護(hù)工作中容易地將車輛和模塊彼此分開。

激活閉鎖驅(qū)動(dòng)器能夠通過所有適當(dāng)?shù)脑O(shè)備進(jìn)行。例如可以考慮的是，設(shè)置開關(guān)接觸部，所述開關(guān)接觸部在連接元件與接口連接時(shí)操作閉鎖驅(qū)動(dòng)器，以便閉鎖所述部件。作為開關(guān)接觸部例如能夠使用機(jī)械的傳感器或者無接觸的傳感器，例如聲學(xué)的或者光學(xué)的傳感器。

根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，模塊控制裝置構(gòu)成用于確定第二閉鎖機(jī)構(gòu)的位置并且相應(yīng)地控制閉鎖驅(qū)動(dòng)器。

因此例如可以考慮的是，在充電模塊的情況下，在接口與連接元件連接時(shí)，模塊控制裝置激活閉鎖驅(qū)動(dòng)器并且將閉鎖機(jī)構(gòu)閉鎖。在存在于車輛中的電池的充電過程結(jié)束之后，閉鎖驅(qū)動(dòng)器能夠再次通過使用者激活并且接口和連接元件被相應(yīng)地解鎖。由此能夠防止充電過程過早地被中斷，這對(duì)于常用的電池而言會(huì)是不利的。

替選地或者補(bǔ)充地，模塊控制裝置與操作面板連接，使得閉鎖和/或解鎖僅在輸入pin碼之后進(jìn)行。由此，尤其能夠在公共區(qū)域中防止未經(jīng)授權(quán)移除模塊或者車輛。

在另一實(shí)施方式中，控制裝置構(gòu)成用于將激活信號(hào)發(fā)送給至少一個(gè)閉鎖驅(qū)動(dòng)器，以便將連接元件與接口閉鎖。此外或者替選地，控制裝置構(gòu)成用于將去激活信號(hào)發(fā)送給至少一個(gè)閉鎖驅(qū)動(dòng)器并且將連接元件和接口解鎖。

對(duì)此，控制裝置例如能夠與相應(yīng)的操作面板連接，使得去激活信號(hào)根據(jù)使用者輸入來發(fā)送，例如當(dāng)使用者請(qǐng)求將模塊與車輛分離時(shí)發(fā)送。替選地或者補(bǔ)充地，控制裝置能夠構(gòu)成用于自動(dòng)地發(fā)送去激活信號(hào)，例如當(dāng)使用者通過移動(dòng)終端設(shè)備(智能手機(jī)或者類似設(shè)備)解除閉鎖時(shí)發(fā)送。

激活信號(hào)在此能夠直接由控制裝置發(fā)送給閉鎖驅(qū)動(dòng)器或者間接地例如經(jīng)由模塊控制裝置發(fā)送給閉鎖驅(qū)動(dòng)器。激活信號(hào)在此能夠是相應(yīng)適合的，優(yōu)選電的信號(hào)；尤其優(yōu)選的是，激活信號(hào)是數(shù)字信號(hào)。所述信號(hào)也能夠經(jīng)由因特網(wǎng)傳輸，從而當(dāng)使用者在現(xiàn)場時(shí)，解鎖能夠經(jīng)由移動(dòng)因特網(wǎng)設(shè)備(移動(dòng)電話)由使用者發(fā)送，或者能夠通過遠(yuǎn)程授權(quán)來執(zhí)行。

根據(jù)另一替選的或者補(bǔ)充的實(shí)施例，模塊控制裝置尤其構(gòu)成用于在連接元件與接口連接時(shí)將驗(yàn)證信號(hào)發(fā)送給控制裝置。

控制裝置自此能夠補(bǔ)充地構(gòu)成用于接收驗(yàn)證信號(hào)，與至少一個(gè)兼容性參數(shù)比較并且在驗(yàn)證信號(hào)與兼容性參數(shù)一致時(shí)執(zhí)行所述方法步驟中的一個(gè)或多個(gè)。

這種方法步驟例如能夠包括將激活信號(hào)發(fā)送給至少一個(gè)開關(guān)單元，以便將電裝置與功率車載電網(wǎng)連接。這種附加的方法步驟的另一實(shí)例是借助于之前所描述的閉鎖驅(qū)動(dòng)器執(zhí)行閉鎖。換而言之，例如在驗(yàn)證信號(hào)與兼容性參數(shù)一致的情況下，能夠?qū)⒌谝患せ钚盘?hào)發(fā)送給至少一個(gè)閉鎖驅(qū)動(dòng)器，以便將連接元件與接口閉鎖，和/或?qū)⒌诙せ钚盘?hào)發(fā)送給至少一個(gè)開關(guān)單元，以便將電裝置與功率車載電網(wǎng)連接。第一和第二激活信號(hào)的時(shí)間順序能夠根據(jù)應(yīng)用來選擇。在此，第一激活信號(hào)能夠在第二激活信號(hào)之前、與其同時(shí)或者在其之后發(fā)送。

由此，根據(jù)當(dāng)前的實(shí)施例有利地提出：電動(dòng)車輛的接口僅當(dāng)如下情況時(shí)才與模塊的連接元件閉鎖：對(duì)這一方面保證兼容性或授權(quán)。由此例如可以確保：僅兼容的或已授權(quán)的車輛能夠在模塊，例如充電站處使用和閉鎖，或者僅兼容的或已授權(quán)的模塊，例如原裝電池與車輛一起使用并且閉鎖。當(dāng)前的兼容性檢查進(jìn)一步提高了運(yùn)行安全性。

如一開始所提及的那樣，模塊控制裝置能夠設(shè)計(jì)為，使得至少在模塊的連接元件與電動(dòng)車輛的接口連接時(shí)，在所述連接元件與所述接口連接前不久或者在所述連接元件與所述接口連接后不久，將驗(yàn)證信號(hào)發(fā)送給控制裝置。

驗(yàn)證信號(hào)對(duì)于控制裝置能夠?qū)崿F(xiàn)與至少一個(gè)兼容性參數(shù)比較從而實(shí)現(xiàn)在關(guān)于模塊與車輛的運(yùn)行的兼容性或授權(quán)方面做出決定?？刂蒲b置的驗(yàn)證信號(hào)例如能夠?qū)崿F(xiàn)關(guān)于模塊的電裝置與功率車載電網(wǎng)的兼容性的方面做出決定，也就是說，檢查所述裝置是否能夠安全地與功率車載電網(wǎng)連接。優(yōu)選地，驗(yàn)證信號(hào)是數(shù)字信號(hào)，這尤其關(guān)于可靠性方面是有利的。

在最簡單的情況下，驗(yàn)證信號(hào)允許對(duì)模塊進(jìn)行驗(yàn)證，使得必要時(shí)在詢問相應(yīng)地設(shè)置在控制裝置中的存儲(chǔ)器單元之后，可以檢查是否應(yīng)允許將模塊與電動(dòng)車輛連接或者模塊是否與功率車載電網(wǎng)兼容從而與車輛兼容。因此，驗(yàn)證信號(hào)能夠?qū)?yīng)于驗(yàn)證參數(shù)，例如訪問碼或者pin碼、序列號(hào)和/或類型id，其必要時(shí)具有制造商id。替選地或者補(bǔ)充地，驗(yàn)證信號(hào)能夠?qū)?yīng)于關(guān)于電部件的功能性方面的功能id，所述電部件例如是“能量源”或者“散能裝置”或“電池”、“充電設(shè)備”或者“太陽能電池板”。

至少一個(gè)兼容性參數(shù)例如能夠具有一個(gè)或多個(gè)比較值和/或一個(gè)或多個(gè)閾值。自然，控制裝置也能夠構(gòu)成用于比較多個(gè)兼容性參數(shù)。至少一個(gè)兼容性參數(shù)能夠在控制裝置中固定地預(yù)設(shè)或者優(yōu)選通過控制單元從存儲(chǔ)器單元中詢問。替選地或者補(bǔ)充地，測量單元能夠與控制單元連接，以便測量功率車載電網(wǎng)的電變量，例如電壓或者電流，并且從中相應(yīng)地確定一個(gè)或多個(gè)兼容性參數(shù)。測量單元在此例如能夠經(jīng)由nfc裝置中的一個(gè)來詢問。

如一開始所提及的那樣，根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，控制裝置能夠在成功進(jìn)行兼容性檢查之后，因此在驗(yàn)證信號(hào)與兼容性參數(shù)一致的情況下，將第二激活信號(hào)發(fā)送給至少一個(gè)開關(guān)單元，以便將電裝置與功率車載電網(wǎng)連接。

開關(guān)單元用于將模塊的電裝置與功率車載電網(wǎng)可開關(guān)地、可分離地連接。基本上，開關(guān)單元應(yīng)當(dāng)構(gòu)成為，使得在通過控制裝置激活開關(guān)單元之前，安全地將電裝置與功率車載電網(wǎng)分離，由此即使在將連接元件與接口連接和通過控制裝置激活開關(guān)單元之間的時(shí)間段中也安全地將電裝置與功率車載電網(wǎng)分離。

當(dāng)前的構(gòu)成方案由此用于在兼容性檢查之前安全地將模塊的電裝置與功率車載電網(wǎng)電氣隔離。在驗(yàn)證信號(hào)與兼容性參數(shù)一致的情況下，例如能夠首先通過發(fā)送第一激活信號(hào)來進(jìn)行之前所描述的接口和連接元件的閉鎖，并且隨后建立功率車載電網(wǎng)和模塊的電裝置之間的電連接。由此，運(yùn)行安全性通過如下方式進(jìn)一步提高：在建立功率車載電網(wǎng)和模塊的電裝置之間的電連接之前，首先保證模塊在車輛上的按照規(guī)定的連接和閉鎖。

優(yōu)選地，控制裝置因此構(gòu)成用于首先將第一激活信號(hào)發(fā)送給閉鎖驅(qū)動(dòng)器并且隨后將第二激活信號(hào)發(fā)送給開關(guān)單元。

為了操作開關(guān)單元，該開關(guān)單元與控制裝置連接以適合于接受第二激活信號(hào)，其中自然除了直接連接外，間接的連接也是可行，例如經(jīng)由車輛的或模塊的其它的部件，例如經(jīng)由nfc裝置中的一個(gè)或者模塊控制裝置進(jìn)行的連接。

開關(guān)單元能夠構(gòu)成用于：只要保證通過控制裝置進(jìn)行激活之前在裝置和功率車載電網(wǎng)之間沒有顯著的電流流動(dòng)，就對(duì)電裝置和功率車載電網(wǎng)之間的連接進(jìn)行單極或者多極地開關(guān)。優(yōu)選地，開關(guān)單元構(gòu)成用于全極地開關(guān)電裝置和功率車載電網(wǎng)之間的連接，這進(jìn)一步有利地提高了運(yùn)行安全性。開關(guān)單元能夠離散地例如構(gòu)成為繼電器或者保護(hù)器，也能夠構(gòu)成為集成電路，例如構(gòu)成為mosfet。

開關(guān)單元在此能夠一件式或多件式地構(gòu)成并且基本上設(shè)置在車輛中，這關(guān)于模塊的重量和結(jié)構(gòu)尺寸是有利的。然而優(yōu)選的是，開關(guān)單元設(shè)置在至少一個(gè)模塊中。由此，功率車載電網(wǎng)能夠以簡單的方式通過添加其它的接口來擴(kuò)展，類似于總線系統(tǒng)。在多個(gè)模塊的情況下，自然每個(gè)模塊應(yīng)當(dāng)具有相應(yīng)的開關(guān)單元。

優(yōu)選地，開關(guān)單元與連接元件整體地構(gòu)成，由此實(shí)現(xiàn)尤其緊湊的構(gòu)型。尤其優(yōu)選地，模塊控制裝置與連接元件整體地構(gòu)成并且尤其與開關(guān)單元整體地構(gòu)成。適當(dāng)?shù)?，光學(xué)的指示器，例如led，與開關(guān)元件連接,以顯示連接狀態(tài)。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選的改進(jìn)方案，控制裝置設(shè)計(jì)用于從驗(yàn)證信號(hào)確定所述裝置的至少一個(gè)電的運(yùn)行參數(shù)，并且將運(yùn)行參數(shù)與功率車載電網(wǎng)的至少一個(gè)電的兼容性參數(shù)比較。

由此，根據(jù)待連接的電網(wǎng)的電特性實(shí)現(xiàn)了有利的兼容性檢查，這進(jìn)一步提高了系統(tǒng)的安全性。所述裝置的電的運(yùn)行參數(shù)和功率車載電網(wǎng)的電的兼容性參數(shù)在此能夠是任何適合于進(jìn)行比較的電變量或者范圍，例如電壓、電流、功率和/或電池容量。

自然，能夠提出：將所述裝置的多個(gè)電的運(yùn)行參數(shù)與相應(yīng)的兼容性參數(shù)比較。

模塊控制裝置例如能夠構(gòu)成用于從模塊側(cè)的存儲(chǔ)器中詢問至少一個(gè)電的運(yùn)行參數(shù)并且緊接著將相應(yīng)的驗(yàn)證信號(hào)發(fā)送給車輛的控制單元。當(dāng)電的運(yùn)行參數(shù)對(duì)應(yīng)于模塊的電裝置的工作范圍時(shí)，例如對(duì)應(yīng)于所述裝置的所允許的電壓范圍和/或最大所允許的電流時(shí)，這是尤其有利的。

替選地或者補(bǔ)充地，模塊控制裝置能夠具有至少一個(gè)測量單元或者與這種測量單元連接，以便通過測量確定電的運(yùn)行參數(shù)。在電壓源、如電池或者充電設(shè)備的情況下，由此可行的是，確定當(dāng)前的電壓并且將相應(yīng)的驗(yàn)證信號(hào)發(fā)送給控制裝置。

以相同的方式，控制裝置能夠如一開始所探討的那樣從存儲(chǔ)器單元或者設(shè)置在車輛中或插接連接處的測量單元中確定功率車載電網(wǎng)的至少一個(gè)電的兼容性參數(shù)。

尤其優(yōu)選地，不僅模塊控制裝置具有至少一個(gè)測量單元以測量電裝置的電壓而且控制裝置具有車輛側(cè)的測量單元以測量功率車載模塊的電壓。適當(dāng)?shù)?，模塊控制裝置能夠具有第二測量單元，以便在與接口中的一個(gè)連接之后確定功率車載電網(wǎng)究竟是否被供給電壓。

優(yōu)選地，模塊控制裝置傳送驗(yàn)證信號(hào)，所述驗(yàn)證信號(hào)至少對(duì)應(yīng)于電裝置的電壓?？刂蒲b置從驗(yàn)證信號(hào)中確定電裝置的電壓并且將電裝置的電壓與功率車載電網(wǎng)的電壓比較。當(dāng)這兩個(gè)電壓彼此不顯著偏差時(shí)，也就是說，彼此偏差不超過±0.5v，尤其不超過±0.15v并且尤其優(yōu)選不超過0.05v時(shí)，控制裝置在這種情況下發(fā)送一個(gè)或多個(gè)激活信號(hào)。如一開始所提及的那樣，在插接連接構(gòu)成用于將模塊的電裝置與車輛的功率車載電網(wǎng)在多個(gè)電壓水平上電流連接的情況下，在另一替選或者補(bǔ)充的實(shí)施例中，控制裝置能夠構(gòu)成用于將如下電壓水平與功率車載電網(wǎng)連接，所述電壓水平對(duì)應(yīng)于功率車載電網(wǎng)上的電壓(當(dāng)前的電壓和/或額定電壓)。當(dāng)前的選擇允許插接連接的極其靈活的使用。

自然，根據(jù)應(yīng)用不排除：驗(yàn)證信號(hào)對(duì)應(yīng)于多個(gè)運(yùn)行參數(shù)和/或驗(yàn)證參數(shù)，并且控制裝置構(gòu)成用于將這些運(yùn)行參數(shù)和/或驗(yàn)證參數(shù)與相應(yīng)的兼容性參數(shù)比較。

如一開始所提及的那樣，根據(jù)本發(fā)明的電動(dòng)車輛和模塊可經(jīng)由插接連接來連接。在本文中，將插接連接或插接連接器理解為可分離的構(gòu)件，所述構(gòu)件能夠與相對(duì)應(yīng)的構(gòu)件連接，并且提供功率車載電網(wǎng)和電裝置之間的電流的，即基于導(dǎo)體的可分開的連接。

插接連接優(yōu)選應(yīng)當(dāng)構(gòu)成為，使得車輛的功率車載電網(wǎng)和模塊的電裝置之間的安全的連接是可行的。特別地，插接連接應(yīng)當(dāng)針對(duì)對(duì)于相應(yīng)的裝置的電學(xué)要求，尤其關(guān)于電流和電壓的要求來構(gòu)成。適當(dāng)?shù)?，插接連接在電壓為10v至200v，尤其12v至120v(峰值電壓)的情況下針對(duì)至少3a，尤其至少5a或至少60a至100a的電流來設(shè)計(jì)。

通常的插接連接器或插接連接例如是插座，所述插座設(shè)計(jì)為用于容納插頭。在此可行的是，連接元件或者接口構(gòu)成為插座或者插頭。有利地，因?yàn)槭怯绕渖倬S修和易護(hù)理的，所以模塊側(cè)的連接元件構(gòu)成為插座。在這種情況下，接口能夠構(gòu)成為對(duì)應(yīng)于插座的插頭。

優(yōu)選地，插接連接具有至少兩個(gè)電的接觸元件，使得功率車載電網(wǎng)能夠與電裝置連接。尤其優(yōu)選地，插接連接具有三個(gè)電的接觸元件，例如用于+60v，-120v的連接以及功率車載電網(wǎng)和電裝置之間的接地連接。用于傳輸通信信號(hào)、例如can總線系統(tǒng)的通信信號(hào)并且必要時(shí)用于將一開始所探討的輔助車載電網(wǎng)與模塊電連接的接觸元件不是必需的。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)尤其優(yōu)選的改進(jìn)方案，在接口和電動(dòng)車輛之間和/或在連接元件和模塊之間設(shè)置有柔性的連接機(jī)構(gòu)。由此進(jìn)一步簡化車輛系統(tǒng)的可操作性并且進(jìn)一步簡化模塊與車輛的連接。

連接機(jī)構(gòu)在此能夠一件式或多件式地構(gòu)成。優(yōu)選地，連接機(jī)構(gòu)軟管狀地或線纜狀地構(gòu)造，并且除了用于將功率車載電網(wǎng)與模塊的電裝置連接的相應(yīng)的電導(dǎo)體外還具有由相對(duì)于機(jī)械負(fù)荷有抵抗力的材料構(gòu)成的保護(hù)元件，例如金屬的加強(qiáng)部或者鋼繩。優(yōu)選地，保護(hù)元件與接口或與連接元件整體地構(gòu)成或者與接口或連接元件或閉鎖機(jī)構(gòu)中的一個(gè)固定為，使得這些部件無法在不被破壞的情況下彼此分開。

通過柔性的連接機(jī)構(gòu)，對(duì)于車輛使用者而言得到模塊和電動(dòng)車輛之間的改進(jìn)的連接可行性。因此，自行車?yán)缒軌蜷g隔開地停放在充電站處并且與該充電站連接和閉鎖。例如也可行的是，將模塊與車輛連接和閉鎖，然而其中模塊能夠柔性地例如定位在車輛的把手上。此外，車輛例如能夠借助連接機(jī)構(gòu)尤其簡單地連接在如下物體上，所述物體例如是自行車撐腳架，并且附加地與模塊連接。

尤其優(yōu)選的是如下實(shí)施方式，其中在車輛處存在具有用于接口的閉鎖機(jī)構(gòu)的附加的容納部，使得柔性的連接機(jī)構(gòu)與接口能夠插入到容納部中并且被閉鎖。由此，當(dāng)恰好沒有模塊與車輛連接時(shí)，使用具有柔性的連接機(jī)構(gòu)的接口以及“電纜鎖”是可行的。

根據(jù)另一優(yōu)選的實(shí)施方式，提出一種磁性的固定裝置，以便將接口和連接元件彼此固定并且更松動(dòng)地定位。磁性的固定裝置不僅能夠設(shè)置在連接元件上而且/或者能夠設(shè)置在接口上。所述固定裝置允許接口和連接元件彼此間精確的定位，以便實(shí)現(xiàn)無干擾的并且精確的閉鎖。此外，在成功解鎖之后，連接元件由此也保留在接口上，使得該連接元件，例如在構(gòu)成有柔性的連接機(jī)構(gòu)的情況下，不非受控地離開其位置并且被無意地?fù)p壞。

適當(dāng)?shù)?，電?dòng)車輛構(gòu)成用于連接兩個(gè)或更多個(gè)模塊。特別地，在此通過兼容性檢查得到顯著的優(yōu)點(diǎn)。自然，電動(dòng)車輛優(yōu)選應(yīng)當(dāng)具有兩個(gè)或更多個(gè)接口。

開關(guān)單元在這種情況下能夠構(gòu)成用于分開地將兩個(gè)或更多個(gè)模塊與功率車載電網(wǎng)連接，使得在不兼容的情況下，相應(yīng)的模塊雖然未與功率車載電網(wǎng)連接，然而連接其它模塊是可行的。

替選地或者補(bǔ)充地，控制單元在連接兩個(gè)或者更多個(gè)模塊的情況下能夠適當(dāng)?shù)鼐哂袃?yōu)先級(jí)控制裝置，以便除了兼容性檢查外根據(jù)優(yōu)先級(jí)確定：相應(yīng)的模塊是否能夠與功率車載電網(wǎng)連接。對(duì)此，控制單元優(yōu)選能夠構(gòu)成用于將驗(yàn)證信號(hào)與一個(gè)或多個(gè)優(yōu)先級(jí)參數(shù)比較，使得激活信號(hào)僅當(dāng)驗(yàn)證信號(hào)與至少一個(gè)優(yōu)先級(jí)參數(shù)一致時(shí)才被發(fā)送給開關(guān)單元或閉鎖驅(qū)動(dòng)器。

在連接多個(gè)電池模塊的情況下例如可以考慮的是，根據(jù)電驅(qū)動(dòng)單元的當(dāng)前的功率需求來執(zhí)行優(yōu)先化。同樣可行的是，根據(jù)模塊類型來進(jìn)行優(yōu)先化，使得例如首先使用太陽能電池板的能量來進(jìn)行驅(qū)動(dòng)并且僅當(dāng)太陽能電池板無法提供足夠的電功率時(shí)才接通電池模塊。自然，未接通的模塊盡管在車輛處但還是能夠保持閉鎖。

此外，電動(dòng)車輛能夠具有與功率車載電網(wǎng)分開的通信網(wǎng)絡(luò)，所述通信網(wǎng)絡(luò)將控制裝置與至少一個(gè)接口連接。在此，在模塊與車輛的接口連接以后，通信網(wǎng)絡(luò)用于由模塊控制裝置至少傳送驗(yàn)證信號(hào)。自然，通信網(wǎng)絡(luò)能夠構(gòu)成用于連接車輛或模塊的其它組件，例如閉鎖驅(qū)動(dòng)器、開關(guān)單元、儀表板、操作裝置和/或馬達(dá)控制裝置。通信網(wǎng)絡(luò)在此例如能夠具有電信號(hào)線路和/或無線的通信路線；適當(dāng)?shù)?，通信網(wǎng)絡(luò)是光學(xué)網(wǎng)絡(luò)，即相應(yīng)地構(gòu)成有光學(xué)的信號(hào)線路和發(fā)送器/接收器裝置的傳輸網(wǎng)絡(luò)。在這種情況下，接口和連接元件具有光學(xué)的發(fā)送器/接收器裝置，所述發(fā)送器/接收器裝置至少與相應(yīng)的nfc裝置連接。優(yōu)選地，通信網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成為具有適當(dāng)協(xié)議的總線系統(tǒng)，尤其優(yōu)選地，通信網(wǎng)絡(luò)是can總線系統(tǒng)(can高，can低)。尤其優(yōu)選地，控制單元和模塊控制裝置構(gòu)成用于經(jīng)由can-open協(xié)議進(jìn)行通信。nfc裝置在此構(gòu)成用于將can(高/低)信號(hào)轉(zhuǎn)換為適合于近場通信的協(xié)議，并且相應(yīng)地再次在接收器側(cè)轉(zhuǎn)換為can(高/低)信號(hào)。適合用于近場通信的協(xié)議一開始已經(jīng)探討過。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提出一種用于將電動(dòng)車輛與模塊連接的方法。

在此，電動(dòng)車輛具有：功率車載電網(wǎng)，所述功率車載電網(wǎng)用于給電動(dòng)車輛的電驅(qū)動(dòng)單元供給能量；與功率車載電網(wǎng)連接的接口，所述接口用于與模塊連接；和控制裝置，所述控制裝置用于與模塊通信。

模塊具有：電裝置，所述電裝置用于與電動(dòng)車輛的功率車載電網(wǎng)連接；能夠與電動(dòng)車輛的接口可分離地連接的連接元件；和模塊控制裝置，所述模塊控制裝置用于與電動(dòng)車輛的控制裝置通信。

根據(jù)當(dāng)前的方面，接口和連接元件構(gòu)成用于彼此間無線地進(jìn)行近場通信，使得在接口和連接元件連接之后，模塊控制裝置和電動(dòng)車輛的控制裝置經(jīng)由接口和連接元件彼此無線地通信。

在根據(jù)當(dāng)前的方面的方法中，尤其能夠在連接元件與接口連接時(shí)將驗(yàn)證信號(hào)發(fā)送給控制裝置并且驗(yàn)證信號(hào)借助于控制裝置接收，與至少一個(gè)兼容性參數(shù)比較，并且在驗(yàn)證信號(hào)與兼容性參數(shù)一致時(shí)執(zhí)行后續(xù)的方法步驟，例如之前所描述的閉鎖和/或開關(guān)。在所述方法中，尤其能夠?qū)⒌谝缓?或第二閉鎖機(jī)構(gòu)從自由位置引入到閉鎖位置中，以便將連接元件鎖在接口上。

關(guān)于各個(gè)部件和可能的實(shí)施方式的構(gòu)成方案，參考之前對(duì)模塊化的車輛系統(tǒng)的描述。

之前所闡述的在電動(dòng)車輛和模塊之間的近場通信也能夠有利地在模塊化的充電系統(tǒng)的范圍中使用。因此，本發(fā)明的另一方面涉及一種模塊化的充電系統(tǒng)，所述充電系統(tǒng)具有充電單元和至少一個(gè)模塊。

充電單元具有充電線路和一個(gè)或多個(gè)與充電線路連接的接口，所述接口用于連接至少一個(gè)可充電的模塊。此外，設(shè)有用于與模塊通信的控制裝置。

至少一個(gè)可充電的模塊能夠具有能夠與接口可分離地連接的連接元件和用于與充電線路連接的電裝置。模塊還能夠具有用于與控制裝置通信的模塊控制裝置。

在此，充電單元的接口能夠與模塊的連接元件可分離地連接，以便將模塊的電裝置與充電線路連接。此外，接口能夠具有第一nfc裝置，并且連接元件能夠具有第二nfc裝置，所述第一nfc裝置和第二nfc裝置構(gòu)成用于彼此間的近場通信，以便將充電單元的控制裝置與模塊控制裝置連接(用于數(shù)據(jù)通信)。

根據(jù)當(dāng)前方面的設(shè)計(jì)方案因此在可充電的模塊與充電單元連接時(shí)也允許通過根據(jù)本發(fā)明的近場通信有利地提高運(yùn)行安全性。

電裝置優(yōu)選具有電的能量儲(chǔ)存器并且尤其優(yōu)選具有電池裝置，例如一個(gè)或多個(gè)蓄電池。因此，適當(dāng)?shù)氖?，可充電的模塊是電池模塊。

充電單元優(yōu)選設(shè)計(jì)用于與供給電網(wǎng)，例如220v或者110v的電流供給電網(wǎng)連接。適當(dāng)?shù)?，充電單元具有如下電源，所述電源將供給電網(wǎng)與充電單元連接并且設(shè)計(jì)用于調(diào)整并且必要時(shí)監(jiān)控電流和/或電壓。充電線路在此還能夠?qū)?yīng)于之前描述的、必要時(shí)具有多個(gè)電壓水平(60v、120v、180v的峰值電壓)的功率車載電網(wǎng)并且對(duì)應(yīng)于對(duì)此的單獨(dú)的導(dǎo)體構(gòu)成。也可行的是，針對(duì)不同的功率等級(jí)、例如5a、15a、30a、40a、60a構(gòu)成相應(yīng)的實(shí)施方式。

關(guān)于充電單元的和可充電的模塊的各個(gè)部件的構(gòu)成方案，參考之前對(duì)模塊化的車輛系統(tǒng)的描述，其中充電單元的部件的構(gòu)成方案對(duì)應(yīng)于車輛的相應(yīng)的部件。

附圖說明

接下來根據(jù)實(shí)施例描述本發(fā)明。附圖示出：

圖1在示意性視圖中示出電動(dòng)車輛的電系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例；

圖2在示意性視圖中示出模塊的一個(gè)實(shí)施例；

圖3示出根據(jù)圖2的模塊的連接元件的細(xì)節(jié)視圖；

圖4示出根據(jù)圖1的電系統(tǒng)與根據(jù)圖2的所連接的模塊的實(shí)施例，

圖5在示意性的流程圖中示出在模塊與電動(dòng)車輛連接時(shí)通信的一個(gè)實(shí)施例，

圖6在立體視圖與示意的線路圖中示出連接元件和接口的一個(gè)示例性的實(shí)施方式，

圖7在部分剖視的立體視圖與示意性的線路圖中示出根據(jù)圖6的接口的一個(gè)示例性的實(shí)施方式，以及

圖8在立體的分解視圖中示出圖6的連接元件。

具體實(shí)施方式

圖1示出根據(jù)本發(fā)明的具有總共三個(gè)車載電網(wǎng)系統(tǒng)的車輛2的電系統(tǒng)1，所述三個(gè)車載電網(wǎng)系統(tǒng)即是功率車載電網(wǎng)3、can總線系統(tǒng)4和輔助車載電網(wǎng)5。功率車載電網(wǎng)3在此主要用于給車輛2的電驅(qū)動(dòng)單元6供給電能。功率車載電網(wǎng)3設(shè)計(jì)為具有多個(gè)電壓水平的直電流網(wǎng)，所述電壓水平即對(duì)于大約20a至100a的電流為+60v的dc以及-120v的dc峰值電壓和+48v的dc或-96v的標(biāo)稱電壓。所述功率車載電網(wǎng)由內(nèi)部的、可再次充電的車輛電池7供給電能。在下文中，功率車載電網(wǎng)3的各個(gè)電壓水平參考一開始所提及的峰值電壓來表示，即使當(dāng)標(biāo)稱電壓與其不同時(shí)也是如此。

輔助車載電網(wǎng)5針對(duì)運(yùn)行電壓+12v的直電流流來設(shè)計(jì)并且用于給其它車輛部件供給能量，所述其它車輛部件例如是操作單元8和控制裝置9。在此，輔助車載電網(wǎng)5經(jīng)由電池7和連接在中間的60v/12v的轉(zhuǎn)換器供給電能。

can總線系統(tǒng)4用于車輛部件的控制和通信，如接下來詳細(xì)闡述的那樣。can總線系統(tǒng)4當(dāng)前構(gòu)成有電的信號(hào)線路；通信協(xié)議對(duì)應(yīng)于根據(jù)規(guī)定cia454(lev)的“can-open”協(xié)議。

根據(jù)當(dāng)前的實(shí)施例，功率車載電網(wǎng)3由此具有三個(gè)導(dǎo)體，即+60v的dc、+120v的dc和接地線。輔助車載電網(wǎng)5總共具有兩個(gè)導(dǎo)體，即+12v的dc和接地線，而can總線系統(tǒng)4具有can高和can低導(dǎo)體。為了更好地概覽，之前所探討的電網(wǎng)的各個(gè)導(dǎo)體在圖1和2中未示出。

電驅(qū)動(dòng)單元6包括電動(dòng)馬達(dá)11，所述電動(dòng)馬達(dá)經(jīng)由馬達(dá)控制裝置12與功率車載電網(wǎng)3連接。馬達(dá)控制裝置12為了接收控制指令還與can總線4連接并且借助于脈寬調(diào)制(pwm)調(diào)制從功率車載電網(wǎng)3輸送給馬達(dá)的電壓，以便實(shí)現(xiàn)對(duì)驅(qū)動(dòng)功率的調(diào)控。

為了控制電動(dòng)車輛，設(shè)有已經(jīng)提及的中央的控制裝置9，所述中央的控制裝置對(duì)應(yīng)地與can總線4連接并且為了進(jìn)行電壓供給還與輔助車載電網(wǎng)5連接?？刂蒲b置9是微處理器控制裝置，所述微處理器控制裝置經(jīng)由保存在所連接的并且可變的存儲(chǔ)器單元13中的程序來控制。在此，控制單元9例如用于對(duì)應(yīng)于車輛使用者的經(jīng)由操作單元8輸入的控制指令來控制用于車輛運(yùn)行的馬達(dá)控制裝置12。

控制單元9此外監(jiān)控功率車載電網(wǎng)3并且對(duì)此與測量單元14連接，所述測量單元檢測功率車載電網(wǎng)上的電壓和電流，并且將相應(yīng)的數(shù)字的測量值提供給控制裝置9。存儲(chǔ)器單元13具有位于數(shù)據(jù)庫中的兼容性參數(shù)，這接下來將詳細(xì)闡述。

電動(dòng)車輛2的電系統(tǒng)1此外具有兩個(gè)接口15，所述接口構(gòu)成為用于與相應(yīng)的模塊16連接的插接連接器，并且將功率車載電網(wǎng)3、輔助車載電網(wǎng)5和通信網(wǎng)絡(luò)4對(duì)應(yīng)地與連接在接口15上的模塊16可分離地連接。電動(dòng)車輛2的電系統(tǒng)1并且尤其車載電網(wǎng)3、4和5自然能夠具有其它組件和部件，或者連接其它組件或部件，如通過虛線所表明的那樣。

設(shè)置用于與接口15連接的模塊16的一個(gè)實(shí)施例在圖2中的示意圖中示出。模塊16具有連接元件17，所述連接元件當(dāng)前構(gòu)成為插座以與接口15中的一個(gè)接合。模塊16此外具有電裝置，即60v的電池18，所述電池為了經(jīng)由供給線路19將電能輸送到功率車載電網(wǎng)3中而與連接元件17連接。替選地，模塊16尤其能夠構(gòu)成為充電樁或者充電設(shè)備，也就是說，構(gòu)成有相應(yīng)的電源。

接口15和連接元件17構(gòu)成為機(jī)械地彼此匹配的插接連接器。特別地，連接元件17能夠具有電動(dòng)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的鎖止器(在圖2中未示出)，所述鎖止器接合到設(shè)置在接口15中的弓形件(在圖2中未示出)中，以進(jìn)行閉鎖。

連接元件17的示意性的視圖在圖3中示出。如可從圖3中可見，連接元件17具有總共三個(gè)接觸元件30，以便將模塊16與功率車載電網(wǎng)3(+60v，-120v，gnd)電流連接。

連接元件17具有集成的第一開關(guān)單元20，借助于所述第一開關(guān)單元能夠?qū)?60v的供給線路19進(jìn)而電池18與功率車載電網(wǎng)3之間的連接進(jìn)行開關(guān)。設(shè)有第二開關(guān)單元21，以便以可開關(guān)的方式將功率車載電網(wǎng)3的-120v的線路與模塊16連接。如所示出的那樣，該連接在當(dāng)前的具有60v電池18的“電池模塊”16中未被使用，當(dāng)然該連接能夠在具有相應(yīng)的例如用于給車輛電池7快速充電的“充電模塊”的情況下使用。接地線路(gnd)未被接通。

開關(guān)單元20和21當(dāng)前構(gòu)成有mosfet開關(guān)并且經(jīng)由微處理器-模塊控制裝置23控制，所述微處理器-模塊控制裝置經(jīng)由無線的近場連接與can總線系統(tǒng)4連接。對(duì)此，在模塊側(cè)設(shè)有第二nfc裝置104，所述第二nfc裝置經(jīng)由近場連接根據(jù)iso14443在13.56mhz下與車輛側(cè)的第一nfc裝置43(在圖3中未示出)接觸。

車輛側(cè)的nfc裝置43與接口15集成地構(gòu)成，如接下來仍將詳細(xì)闡述。nfc裝置43、104此外用于傳輸能量，即用于將輔助車載電網(wǎng)5與模塊16或模塊側(cè)的輔助模塊電網(wǎng)(在圖3中未示出)連接，并且用于給模塊控制裝置23和電動(dòng)馬達(dá)114(同樣未在圖3中示出)供給大約20w的能量。

接口15和連接元件17由此用于將模塊16與功率車載電網(wǎng)3(能傳導(dǎo)地)電流連接，而can總線系統(tǒng)4和輔助車載電網(wǎng)5與模塊16和模塊控制裝置23電氣隔離。

設(shè)有探測器27，以便測量供給線路19上的電壓從而測量通過電池18提供的電壓并且將相應(yīng)的測量值提供給模塊控制裝置23。

此外，設(shè)有監(jiān)控單元28，所述監(jiān)控單元監(jiān)控模塊16和功率車載電網(wǎng)3之間的最大允許的電流以及監(jiān)控最大所允許的電壓，使得例如在短路的情況下電池18能夠安全地與車輛2的電系統(tǒng)1分離。對(duì)此，監(jiān)控單元28定期地將相應(yīng)的測量值傳送給模塊控制裝置23，所述模塊控制裝置相應(yīng)地操作開關(guān)單元20和21。

在當(dāng)前的實(shí)例中，不應(yīng)超出供給線路19和功率車載電網(wǎng)3之間的100a的電流。

監(jiān)控單元28、開關(guān)單元20、21和探測器27自然經(jīng)由適當(dāng)?shù)耐ㄐ啪€路(未示出)與模塊控制裝置23連接并且必要時(shí)與該模塊控制裝置以集成在電子單元中的方式構(gòu)成。

附加地，設(shè)有電動(dòng)馬達(dá)114(未在圖3中示出)，所述電動(dòng)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)之前描述過的鎖止器(同樣未示出)。電動(dòng)馬達(dá)114由模塊控制裝置23控制并且經(jīng)由nfc裝置104供給電能，如一開始所提及。

模塊化的車輛2的電系統(tǒng)1與所連接的模塊16的一個(gè)實(shí)施例在圖4中示出。當(dāng)內(nèi)部的車輛電池7耗盡或者應(yīng)提高車輛的有效距離時(shí)，例如于是能夠需要連接附加的電池18。使用者對(duì)此將模塊16連接到接口15上，據(jù)此控制裝置9和模塊控制裝置23在兼容性模式中彼此經(jīng)由can總線4和這兩個(gè)nfc裝置43、104通信，以便一方面檢查用于連接模塊16的授權(quán)，并且另一方面在將模塊的電池與功率車載電網(wǎng)3連接和閉鎖之前檢查模塊16的兼容性并且更確切地說檢查模塊16的電池18的兼容性。

接下來參考根據(jù)圖5的實(shí)施例來闡述在將模塊16與接口15連接中的方法，所述實(shí)施例根據(jù)流程圖描述各個(gè)步驟。

根據(jù)步驟50，首先通過使用者將模塊16的連接元件17與接口15中的一個(gè)連接。開關(guān)單元20和21在該狀態(tài)中首先是打開的，使得電池18不與功率車載電網(wǎng)3連接。當(dāng)然，連接元件17用于將監(jiān)控單元28與功率車載電網(wǎng)3連接。

一旦監(jiān)控單元28確定功率車載電網(wǎng)3上的電壓，那么該監(jiān)控單元將信號(hào)發(fā)給模塊控制裝置23，所述模塊控制裝置在步驟51中關(guān)于在供給線路19上的當(dāng)前的電池電壓詢問探測器27。此外，模塊控制裝置23并行地從內(nèi)部的存儲(chǔ)器中確定多個(gè)驗(yàn)證參數(shù)，所述驗(yàn)證參數(shù)在類型和制造商方面表征模塊16。在步驟52中，模塊控制裝置23經(jīng)由這兩個(gè)nfc裝置43、104并且相應(yīng)地經(jīng)由can總線系統(tǒng)4將驗(yàn)證信號(hào)發(fā)送給控制裝置9。驗(yàn)證信號(hào)在當(dāng)前的實(shí)例中包含下述信息：

制造商id：005

類型id：125

電池電壓：49.5v

在此，制造商id對(duì)應(yīng)于模塊的特定的、相應(yīng)與id相關(guān)聯(lián)的制造商。類型id對(duì)應(yīng)于功能“能量源-電池”。

控制裝置9在步驟53中接收驗(yàn)證信號(hào)并且從保存在存儲(chǔ)器13中的數(shù)據(jù)庫中詢問車輛的兼容性參數(shù)。在當(dāng)前的實(shí)例中，數(shù)據(jù)庫包括下述參數(shù)：

所允許的制造商：002-008，057，062，118-255

所允許的模塊類型：014-042，48，87，125，144

最大電壓功率車載電網(wǎng)(低的電壓水平)：60.0v

最小電壓功率車載電網(wǎng)(低的電壓水平)：30.0v

控制裝置9在步驟54中首先將包含在驗(yàn)證信號(hào)中的參數(shù)與從數(shù)據(jù)庫中獲得的兼容性參數(shù)進(jìn)行比較。如從之前的表中所得出的那樣，模塊16基本上與車輛兼容并且被授權(quán)進(jìn)行連接?？刂蒲b置9根據(jù)步驟55將激活信號(hào)發(fā)送給模塊控制裝置23，所述模塊控制裝置在步驟56中控制鎖止器的電動(dòng)馬達(dá)114并且將模塊16鎖在車輛上。相應(yīng)地，控制裝置9在步驟57中緊接著關(guān)于功率車載電網(wǎng)3的當(dāng)前的電壓詢問測量單元14。

需要在步驟57中詢問測量單元14，因?yàn)檐囕v也具有內(nèi)部的車輛電池7從而電池7的電壓應(yīng)當(dāng)僅不顯著地與電池18的電壓不同。在當(dāng)前的實(shí)例中，功率車載電網(wǎng)3上的電壓為49.5v。

控制裝置9在步驟58中將該值與出自驗(yàn)證信號(hào)的電池電壓比較，并且檢查模塊16的電池電壓是否與功率車載電網(wǎng)3的電壓偏差不超過±0.05v。

因?yàn)樵诋?dāng)前的實(shí)例中是這種情況，所以控制裝置9在步驟59中將第二激活信號(hào)發(fā)送給與模塊控制裝置23連接的開關(guān)單元20和21，對(duì)此供給線路19從而電池18與功率車載電網(wǎng)3連接。兼容性檢查或“兼容性模式”在步驟60中終止。

通過綠色的指示燈(參見圖8)，例如led，向使用者顯示連接成功，所述指示燈設(shè)置在連接元件17中。否則，連接元件17中的紅色的指示燈(參見圖8)示出：模塊16與車輛的連接由于缺少兼容性而是不可行的。在這種情況下，再次操作鎖止器的電動(dòng)馬達(dá)114(均未示出)，以便將模塊16與接口15解鎖。

在運(yùn)行期間，監(jiān)控單元28保持工作。如果超出電流或電壓的預(yù)設(shè)的最大值，那么監(jiān)控單元28將信號(hào)發(fā)送給模塊控制裝置23，使得開關(guān)單元20將電池18和車輛的電系統(tǒng)1之間的連接分離，以便避免損壞。

自然，本發(fā)明不受限于如下應(yīng)用情況，其中模塊16與車輛2連接。也可以考慮第一模塊、例如充電站或充電單元和第二模塊、例如可再次充電的模塊與蓄電池連接。

圖6示出車輛側(cè)的接口15連同相應(yīng)的模塊側(cè)的連接元件17的另一實(shí)施例。在當(dāng)前的實(shí)例中，模塊16是具有電網(wǎng)端子(未示出)的充電模塊。充電模塊具有電源(同樣未示出)，所述電源提供多個(gè)電壓，即-120v的dc、+60v的dc，以一方面用于與功率車載電網(wǎng)3連接，以及提供+12v的dc以用于無線地與輔助車載電網(wǎng)5無線地連接。模塊側(cè)的+12v的dc線路在下文中也稱為“輔助模塊電網(wǎng)”(moduleauxiliarypowersupply)。

如所示出的那樣，連接元件17具有三個(gè)接觸銷101、102、103以建立模塊16和功率車載電網(wǎng)3之間的連接，所述接觸銷設(shè)置在構(gòu)成為絕緣體的插座殼體100中。一開始已經(jīng)探討過的nfc裝置104以被覆蓋的方式設(shè)置在插座殼體100的下部區(qū)域中，如接下來仍參照?qǐng)D8詳細(xì)闡述的那樣。

如在圖6的下部區(qū)域中所說明的示意性的線路圖示出：如果插頭15和插座17彼此連接，那么接觸銷101、102、103經(jīng)由車輛側(cè)的接口15的相應(yīng)的插接接觸部46、47、48將模塊16與車輛1的功率車載電網(wǎng)3連接。接口15和連接元件17之間的這種連接是導(dǎo)電的，也就是說，是電流的連接。如一開始參考圖3的實(shí)施例所探討的那樣，120v的dc連接可選地對(duì)應(yīng)于相應(yīng)的應(yīng)用。而can總線系統(tǒng)4和輔助車載電網(wǎng)5的連接是無線的從而與模塊16電氣隔離。由此，尤其避免了在這些電網(wǎng)上的電流小時(shí)的接觸問題。

對(duì)應(yīng)于圖3的實(shí)施例，連接元件17還具有模塊控制裝置23、第二nfc裝置104和(未示出的)閉鎖裝置的電動(dòng)馬達(dá)114，所述模塊控制裝置、第二nfc裝置和電動(dòng)馬達(dá)形成電子單元105。nfc裝置104通過模塊控制裝置23控制以進(jìn)行通信。一開始參考圖3所探討的探測器27、監(jiān)控單元28以及開關(guān)單元20和21在圖6至8中為了更好的概覽未被示出，然而同樣能夠形成電子單元105的一部分。替選地，這些部件在模塊16中也能夠設(shè)置在連接元件17外部。所示出的模塊側(cè)的-120v的dc、+60v的dc以及+12v的dc線路與一開始所探討的電源(未示出)連接，而模塊側(cè)的can低106和can高107線路用于將車輛2與中央的數(shù)據(jù)檢測設(shè)備(未示出)連接，以便結(jié)算充電過程或者收集診斷或使用信息。然而can總線線路106、107是可選的。

接口15的部分剖視的立體視圖與示意性的線路圖在圖7中示出。為了更好的概覽，接口15的電插接接接觸部46、47、48在圖7中未示出。

在圖7中示出的接口15構(gòu)成為可閉鎖的插頭。所述接口具有在附圖中為了更好的示出而透視地示出的殼體33，例如呈優(yōu)選5mm厚的鋼繩形式的柔性的連接機(jī)構(gòu)34通入所述殼體中。連接機(jī)構(gòu)34固定在閉鎖機(jī)構(gòu)35上。閉鎖機(jī)構(gòu)35構(gòu)成為閉合環(huán)繞的鋼弓形件并且部分地在接口15的與連接機(jī)構(gòu)34相對(duì)置的一側(cè)上從殼體33伸出，使得在殼體33外部構(gòu)成有基本上c形的閉合的弓形件30，所述弓形件設(shè)有橫向于插接方向穿通的開口36。

can總線系統(tǒng)4和輔助車載電網(wǎng)5的線路平行于連接機(jī)構(gòu)34伸展(線路橫截面awg24，電纜總共12mm)。這些線路在殼體33中經(jīng)由連接器46與另一電子單元41連接，所述電子單元具有第一nfc裝置43和微處理器42(這兩者均未在圖7的下部部分中示出)，所述第一nfc裝置具有nfc線圈45。微處理器42在此控制nfc裝置43并且必要時(shí)控制其它設(shè)置在接口中的測量單元。

nfc線圈45用于無線的通信以及傳輸電能并且尤其用于將輔助車載電網(wǎng)5與輔助模塊電網(wǎng)連接，也就是說，至少與充電模塊的電源連接。nfc線圈45設(shè)置為，使得其線圈軸線橫向于插接方向設(shè)置。

在此未示出的、至功率車載電網(wǎng)3的連接自然能夠以相同的方式平行于連接機(jī)構(gòu)34伸展。

圖8在分解視圖中示出之前所闡述的連接元件17的細(xì)節(jié)連同示出之前所闡述的接口15。如一開始已經(jīng)闡述的那樣，連接元件17具有：殼體100；例如呈6mm的銷形式的接觸銷101、102、103；第二nfc裝置104以及閉鎖機(jī)構(gòu)105。

nfc裝置104平行于插接方向定向從而在接口15被插入時(shí)平行于接口15的電子單元41定向。所述nfc裝置具有在附圖中未示出的nfc線圈，所述nfc線圈的線圈軸線在所提及的情況中平行于接口15的nfc線圈45的線圈軸線定向并且最好與該線圈軸線重合。設(shè)置在nfc裝置104的前側(cè)上的led表明相應(yīng)的連接狀態(tài)，如這一開始已經(jīng)探討過。

接觸銷101、102、103容納在殼體100中并且一方面在接口15被插入時(shí)接觸其相應(yīng)的插接接觸部46、47、48。經(jīng)由接觸銷101、102、103和所屬的插接接觸部46、47、48從功率車載電網(wǎng)3處進(jìn)行能量傳輸/傳輸至功率車載電網(wǎng)3，例如以對(duì)車輛電池7充電。如在圖8中所示出，功率車載電網(wǎng)3的導(dǎo)體自然具有比can總線系統(tǒng)4和輔助車載電網(wǎng)5的導(dǎo)體更大的橫截面。

連接元件17的閉鎖機(jī)構(gòu)105具有借助于閉鎖馬達(dá)114可以旋轉(zhuǎn)的方式定位的鎖止器元件107。該鎖止器元件構(gòu)成用于與接口15的閉鎖機(jī)構(gòu)35共同作用并且具有鎖止器凸輪108，所述鎖止器凸輪在相應(yīng)徑向定位時(shí)接合到弓形件30的在閉鎖機(jī)構(gòu)35中構(gòu)成的凹槽36中并且閉鎖插入到連接元件17中的接口15。

之前所闡述的實(shí)施例允許大量的改變或者補(bǔ)充。例如可以考慮的是：

-控制單元9以與操作單元8和/或馬達(dá)控制裝置12集成的方式構(gòu)成，

-開關(guān)單元20、21在車輛側(cè)或者在充電單元的一側(cè)上構(gòu)成，

-開關(guān)單元20、21以與接口15集成的方式構(gòu)成，

-開關(guān)單元20、21設(shè)置在模塊16中，

-在車輛的電系統(tǒng)1中或者在充電單元中設(shè)置有僅一個(gè)或者多于兩個(gè)的用于與相應(yīng)的模塊16連接的接口15，

-內(nèi)部的車輛電池7經(jīng)由連接元件17可分離地與接口15中的一個(gè)連接，

-can總線系統(tǒng)4補(bǔ)充于或者替選于所示出的電信號(hào)線路包括光學(xué)的信號(hào)線路和/或無線的信號(hào)路線，

-指示燈或led替代設(shè)置在連接元件17中而設(shè)置在車輛側(cè)或者設(shè)置在充電單元中，

-功率車載電網(wǎng)3僅一個(gè)電壓水平，

-接口15和連接元件17構(gòu)成有與所示出的三個(gè)接觸部101、102、103或46、47、48相比更多或更少的接觸部，

-開關(guān)單元20構(gòu)成用于分開地開關(guān)饋送線路和充電線路，所述饋送線路和充電線路設(shè)置在模塊16和功率車載電網(wǎng)3之間，

-控制裝置9構(gòu)成用于，將如下電壓水平與功率車載電網(wǎng)3連接，所述電壓水平對(duì)應(yīng)于功率車載電網(wǎng)3上的電壓(當(dāng)前的電壓和/或額定電壓)，

-附加地設(shè)有閉鎖的自動(dòng)脫開，以便當(dāng)在沿著插接連接的軸向方向拉動(dòng)時(shí)超出最大的安全保持力的情況下避免部件損壞，

-在接口15和/或連接元件17上設(shè)置預(yù)定斷裂部位，所述預(yù)定斷裂部位在超過預(yù)設(shè)的、垂直的安全保持力時(shí)，也就是說，在超過沿著垂直于插接連接的軸向方向的方向上的安全保持力時(shí)，將所有的接觸部從而也將車輛2和模塊16彼此分開，和/或

-模塊16設(shè)計(jì)為無源的部件，即例如構(gòu)成為延長線纜或者橋接線纜，并且除了連接元件17外還具有另一插接連接器或者接口15，以用于與另一模塊連接。

在權(quán)利要求和說明書中使用的術(shù)語“具有”或者“包括”不排除其它特征的存在。不定冠詞的使用也不排除多個(gè)。在不同的從屬權(quán)利要求中或者不同的實(shí)施例中的各個(gè)特征的單純列舉不表示：這些特征的組合不能夠根據(jù)本發(fā)明在有利的實(shí)施例中使用。相反，能夠考慮大量的組合。附圖標(biāo)記的使用不能夠理解為是限制性的。