用于在充電站為電動車輛充電的充電設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種用于在充電站為電動車輛充電的充電設(shè)備，具有在充電站側(cè)的第一充電模塊和在車輛側(cè)的第二充電模塊，這些充電模塊具有能夠相互連接的電接觸件，充電站具有自動饋送裝置，通過該饋送裝置的操作能夠使充電站的電接觸件與電動車輛的電接觸件相連接。
【背景技術(shù)】
[0002]對于在充電站對電動車輛的動力電池進行反復(fù)充電已知的是觸點連接的設(shè)計，其中充電電流通過電力電纜和接插件連接裝置被引向車輛，同樣公知的也有無接觸的設(shè)計，其中充電電流通過感應(yīng)的路徑從充電站側(cè)的變壓器繞組傳送到車輛側(cè)的變壓器繞組。
[0003]感應(yīng)的充電設(shè)備在一般的情況下可以實現(xiàn)舒適的充電，因為無須相互間的電接觸連接并且能夠通過自動裝置實現(xiàn)變壓器繞組的彼此對應(yīng)的定位。
[0004]而接觸連接式充電裝置則在運營中具有特別的經(jīng)濟意義，因為與感應(yīng)充電設(shè)備相比，它們具有更好的效率并由此具有更少的損耗。此外接觸連接式充電裝置還結(jié)構(gòu)簡單并因此而是特別成本合算的。不利的是，電接觸元件要相互連接，而這大部分必須手動地通過插接連接件的接插來實現(xiàn)。
[0005]在德國公開文件DE102009010120A1中公知一種充電裝置，其具有自動饋送裝置，用于連接接觸件。在該充電裝置中必須將電動車輛精確地對充電站定位，以使接觸件能夠接合在一起。在該文獻中建議，類似于在洗車機上那樣將車輛設(shè)置在可以縱向和橫向移動的傳送帶上，通過例如光學(xué)的輔助手段，將車置于其電接觸件與充電站的配對電接觸件相對應(yīng)的位置。
[0006]在DE102009010120A1中描述了，充電站的桿狀電接觸件的末端部分橫向屋頂式地構(gòu)成并與待充電的電池系統(tǒng)的接觸件的傾斜的引導(dǎo)面相接觸。此外還建議，充電站的接觸件不是完全剛性的，而是應(yīng)該盡可能地彈性彎曲，使得它們即便是在連接方向上有小的側(cè)面的偏差的情況下也能夠與配對接觸件相接觸。
[0007]總之具有可電動連接的接觸件的充電設(shè)備在實際的實現(xiàn)中不是沒有問題的。通過機械設(shè)備的電接觸件的連接要求非常精確地識別待連接的接觸件的位置、接觸件彼此間的精確的機械定向和在連接和分開插接連接時“精致感知”的行為，以及要避免損傷和磨損電接觸件。特別是要保證，接觸件在連接時彼此準(zhǔn)確地相互對齊，以使它們不會彼此傾斜。符合這些要求的充電設(shè)備，大都需要較高的技術(shù)和經(jīng)濟上的成本。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]因此本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于，提出一種為電動汽車充電的充電設(shè)備，其具有相對簡單的和成本低廉的結(jié)構(gòu)并實現(xiàn)了可靠的和特別是磨損小的電接觸件連接。
[0009]本發(fā)明的目的通過下述方式來實現(xiàn):充電站設(shè)有自動定位裝置，用于使第一充電模塊與第二充電模塊連接，并且第一和第二充電模塊的接觸件可以在不需要克服彼此之間的接觸力的情況下彼此相接合。
[0010]如果說DE102009010120A1中建議的充電設(shè)備僅帶有電動運動的接觸件，本文中描述的根據(jù)本發(fā)明的充電設(shè)備則還附加地使包含接觸件的充電模塊能夠彼此間定位。而且兩個充電模塊的接觸件無需克服接觸力而能夠彼此連接。直到接觸件相接合之后在才在接觸件之間產(chǎn)生機械的、被釋放的彈簧元件的接觸力。
[0011]由此使接觸件的自動接合過程變得特別簡單和可靠。這種不需要力的接合避免了接觸件磨損和如由接觸件的傾斜而造成的損傷的風(fēng)險。然而在連接過程的末尾可以實現(xiàn)很強的接觸力，該接觸力有助于實現(xiàn)充電模塊之間的很好的電氣連接。
[0012]優(yōu)選可以通過居中裝置或/和通過在至少一個充電模塊上的定位元件來支持充電模塊相對于彼此的精確定位。
[0013]特別有利的是，在接合后使充電模塊機械地相互鎖定，以保證在電接觸件連接期間充電模塊也能精確定位。
【附圖說明】
[0014]以下借助附圖進一步解釋本發(fā)明。圖1到4中分別示出第一和第二充電模塊，即:
[0015]圖1示出沒有連接的單個模塊，
[0016]圖2如圖1，其中第二充電模塊以打開的方式示出，
[0017]圖3示出部分接合的狀態(tài)，
[0018]圖4示出完全接合的狀態(tài)，
[0019]圖5到圖8示出在第一和第二接觸件接合的過程中的各個階段。
【具體實施方式】
[0020]圖1示出在充電站為電動車輛充電的第一和第二充電模塊I，2，其中，充電模塊I，2為沒有連接的獨立的單件。第一充電模塊I是未示出的充電站的組成部分并能夠通過自動定位裝置在三個相互垂直的方向(在此由通過標(biāo)記X，y, z標(biāo)識的方向箭頭表示)上移動。在此，同樣在圖中沒有示出的定位裝置識別(例如通過相機傳感器)設(shè)置在電動車輛上的第二充電模塊2的位置并通過多軸執(zhí)行器對第一充電模塊I相對于第二充電模塊2進行定向，該執(zhí)行器例如可以實施為機器人臂，從而使得在此之后充電模塊1，2以及設(shè)置在它們上的接觸件3，4(圖5到圖8中示出的)的接合成為可能。
[0021]具有盒形形狀的充電模塊2設(shè)置在電動車輛的車體上。優(yōu)選的安裝位置是在前保險杠后面的區(qū)域中，優(yōu)選在牌照的后面，以及在電動車輛的下面。當(dāng)然將兩個充電模塊1，2在垂直方向上相互連接并不是必須的；替代地還可以使充電模塊1，2相互對準(zhǔn)，使得能夠在水平方向上或者其他任意的方向上實現(xiàn)連接。
[0022]充電模塊1，2的連接通過兩個針狀的定位元件5來支持，這些定位元件可以分別與力傳感器或者第一充電模塊I外殼中的開關(guān)相連接。兩個充電模塊1，2彼此平行地取向，由此使第二充電模塊2的外殼基本上同時觸碰兩個定位元件5。因為兩個定位元件5間的距離僅比第二充電模塊2的外殼的寬度稍小一點，通過同時與定位元件5接觸還能夠確保第二充電模塊2在X方向上近似居中地朝向第一充電模塊I取向并因此使定位裝置能夠引導(dǎo)兩個充電模塊1，2的連接。
[0023]在連接過程中通過由第一充電模塊I伸出的居中元件6對兩個充電模塊1，2進行更加精確的定位，在這里居中元件由主體和兩個斜面組成的接觸面7構(gòu)成。替代地，居中元件例如可以具有錐形的主體。
[0024]如圖2到4所示出的，在第二充電模塊2的外殼內(nèi)構(gòu)造有兩個引導(dǎo)柱8，這兩個引導(dǎo)柱在充電模塊1，2接合的過程中貼靠在居中元件6的接觸面7上。
[0025]由此兩個充電模塊1，2在它們連接的過程中通過使第一充電模塊I運動的定位裝置首先通過定位元件5在Y方向上、其次通過居中元件6和引導(dǎo)柱8在X方向上精確地相互對齊。兩個充電模塊1，2在Z方向的相互靠近以及在此之前實現(xiàn)的充電模塊1，2的相對于彼此的靠近同樣通過定位裝置實現(xiàn)并且尤其是能夠通過光學(xué)傳感器來支持。
[0026]第二充電模塊2的外殼具有保護蓋9，該保護蓋在優(yōu)選通過居中元件6附加第一充電模塊I時自動打開。
[0027]在附加過程結(jié)束時兩個充電模塊1，2處于在圖4中呈現(xiàn)的位置。在最后一步兩個充電模塊1，2的外殼機械地相互鎖緊。這尤其是可以這樣實現(xiàn):在第一充電模塊I上的執(zhí)行器將設(shè)置在居中元件6上的插銷10與在第二充電模塊2上的、在此不可見的插銷孔形狀配合地相連接。由此使兩個充電模塊1，2相互精確地對齊并且機械地相互固定連接。
[0028]現(xiàn)在，相互鎖定的充電模塊1，2使得在第一充電模塊上的第一接觸件3和第二充電模塊2上的第二接觸件4能夠相互連接，而不需要使充電模塊1，2彼此相對移動。反之，直到接觸件3，4鎖緊之前使充電模塊1，2尚不彼此作用是具有優(yōu)點的，因為這樣的話充電模塊1，2的定位、對準(zhǔn)和鎖緊都能夠非常有利地在沒有通過接觸件3，4的機械影響的情況下實現(xiàn)。
[0029]第一充電模塊I具有兩個接觸孔17 (在圖1到圖3中可以看出)，第一接觸件3可以通過電機驅(qū)動從這些接觸孔中駛出。