用于给车辆中的电蓄能器自动充电的充电站和方法与流程

本发明涉及一种用于给车辆中的电蓄能器自动充电的充电站以及方法。

背景技术：

出版文献de102009001080a1公开了一种用于陆基机动车的充电装置，所述陆基机动车具有类似电池的蓄电装置。通过接触臂能建立在蓄电装置与充电装置之间的电连接。在此，所述接触臂以能运动的方式被安装在该充电装置上。

对于给在电动或混合动力车辆中的牵引电池的充电来说，公知的是感应式和传导式充电方法。感应式充电方法基于发射线圈与接收线圈系统的组合。而传导式充电方法需要将充电电缆插在充电站与电动或混合动力车辆之间。对于未来的电动或混合动力车辆的可接受性来说，给电蓄能器充电的舒适性起重要作用。

因而，存在对于一种用于给车辆、尤其是电动或混合动力车辆的电蓄能器自动充电的充电站以及方法的需求，所述充电站以及方法能够实现给所述电蓄能器舒适地、可靠地并且高效地充电。

技术实现要素：

为此，按照第一方面，本发明提供了一种用于给车辆中的电蓄能器自动充电的充电站。该充电站包括通信装置，所述通信装置被设计为接收车辆的车辆特定数据并且在使用所接收到的车辆特定数据的情况下确定充电插座在该车辆上的位置。此外，该充电站还包括充电机器人，所述充电机器人包括具有大量触点的接触头。在此，所述触点与一个电压源连接。该充电机器人被设计为：基于充电插座在车辆上的所确定的位置驶向充电位置并且在到达充电位置之后将接触头插进车辆的充电插座并且使接触头的触点与充电插座的触点电连接。

按照另一方面，本发明提供了一种用于给车辆中的电蓄能器自动充电的方法。该方法包括如下步骤：提供充电机器人，所述充电机器人包括具有大量触点的接触头，其中所述触点与一个电压源连接；接收车辆的车辆特定数据；在使用所接收到的车辆特定数据的情况下确定充电插座在所述车辆上的位置；基于所述充电插座在所述车辆上的所确定的位置来确定充电位置；以所述充电机器人驶向所述充电位置；在所述充电机器人已经到达所述充电位置之后，将所述充电机器人的接触头插进所述车辆的充电插座；并且使所述接触头的触点与所述充电插座的触点电连接。

本发明的优点

传导式充电方法能够实现对高能量总量的相对低损耗的传输。在此，本发明所基于的认识在于：充电插座在车辆上的位置可以改变。这样，由结构决定地，充电插座的不同的位置例如对于不同的车辆类型来说都可以是有利的。此外，对于车辆驾驶员来说通常不可能或者只是困难地可能的是：将车辆准确地定位在充电站处的预先给定的位置上。经此，除了其它附加因素之外，充电电缆与电动或混合动力车辆的充电插座的自动连接变得困难。

因而，本发明所基于的想法是：对所述认识进行考虑并且提供一种用于给车辆中的蓄能器充电的充电站以及方法，所述充电站以及方法能够实现车辆的充电插座与电压源的灵活并且可靠的电连接。通过将所要进行充电的车辆的车辆特定数据传输给充电站，该充电站可以单独地针对不同的车辆分别确定相应车辆的充电插座的精确的空间位置。如果所述车辆特定数据在此例如也包括所要进行充电的车辆相对充电站的空间位置，那么也可以考虑和补偿在停放所要进行充电的车辆时的变化。因而，不需要车辆的准确的空间定位和必要时与之相关联的附加的辅助系统。

因为基于由车辆传送的车辆特定数据来确定充电插座在车辆上的位置，所以不需要其它附加传感器来探测充电插座在车辆上的位置。因而，可以实现电动或混合动车车辆的充电插座与充电站的可靠并且成本有利的自动接触。

在确定充电插座的位置以及接着使充电机器人自动定位在适合于与车辆进行接触的位置上时的灵活性允许对于不同的车辆变型的高灵活性。尤其是，在车辆的不同位置（诸如车头、车尾、车侧或者车底）上的充电插座都可以由一个共同的充电站来服务。也可以识别出在不同的高度的充电插座并且与在不同的高度的充电插座进行接触。因而，具有不同的离地距离的车辆（诸如运动车或运动型多用途车（sportsutilityvehicle，suv））也可能可以通过一个共同的充电站来服务。

此外，充电机器人的高灵活性也能够实现对多个相邻排列的车辆的同时或连续的服务。因此，例如可以通过一个具有充电机器人的充电站相继与多个相邻停放的车辆自动进行接触并且给它们充电，而为此不需要手动的用户干预。以这种方式，只用一个充电站给多个电动或混合动力车辆充电是可能的，而不必为了充电而移动车辆。因而，不是针对每个单个的被停放的车辆都需要一个单独的充电站。因此，也可以降低用于给电动车辆充电的基础设施的成本。

按照一个实施方式，充电机器人的接触头包括漏斗形的或缝隙形的凹陷部。在这些漏斗形的或缝隙形的凹陷部中布置有接触头的触点。通过将所述触点布置在凹陷部中，可以保护所述触点防止例如由人造成的不经意的触碰。在引导电压的触点的情况下，以这种方式确保了充分的保护。此外，对凹陷部的漏斗形的或缝隙形的构造还能够实现将接触头简单并且可靠地插进车辆的充电插座。在漏斗形的或缝隙形的（v形的）凹陷部的情况下，接触头可以在插进充电插座期间独自地在容差范围之内校准，使得即使在充电机器人的定位不精确的情况下，可靠的自动接触也仍是可能的。

按照一个实施方式，接触头包括一个引导装置。该引导装置被设计为使接触头在插进充电插座时的位置适配。优选地，该引导装置可包括滚轮、球形轮、塞子、导槽和/或滑轨。通过这样的引导装置，附加地可以改善在将接触头插进充电插座时的精校。因此，对于在使充电机器人定位时的精确度的要求降低。这能够实现对充电机器人的更简单的并且成本更有利的控制。

按照另一实施方式，接触头具有圆锥形的外部几何形状。在此，接触头的直径朝触点的方向逐渐变细。在该上下文中，“圆锥形”应被理解为通过绕着轴旋转的曲线得到的回转曲面的几何形状。在此，该转轴优选地至少可以几乎与接触头在接触过程期间运动的方向一致。如果这样的圆锥形的接触头被插进优选地漏斗形的充电插座，那么在此可以实现接触头在进行接触期间的可靠的自动校准。

按照另一实施方式，充电机器人包括旋转装置，所述旋转装置被设计为使接触头绕着预先确定的转轴旋转。优选地，该转轴精确地或至少几乎与如下运动方向一致，在所述运动方向的情况下，接触头为了与充电插座进行接触而朝充电插座的方向运动。在此，通过旋转、也就是说接触头的旋转，可以使接触头相对充电插座的触点进行取向。因此，接触头即使在触点的非旋转对称的排列的情况下也可以最优地来取向。

按照另一实施方式，充电机器人包括周围环境传感器，所述周围环境传感器被设计为探测在充电机器人的周围环境中的对象。优选地，周围环境传感器包括摄像机、超声传感器、激光探测器（lidar）、雷达传感器和/或触摸传感器。通过这样的传感装置，对于充电机器人来说可能的是自动向所述充电机器人的用于使接触头与充电插座进行接触的位置行驶，而在此不与障碍物相撞。此外，所述传感装置也可以被用于确定充电插座在所要进行充电的车辆上的精确位置。

按照另一实施方式，通信装置包括无线接口（例如wlan、nfc、gsm）、红外接口、摄像机、条形码扫描仪和/或qr扫描仪。通过这样的通信装置，车辆特定数据可以无接触地并且在没有用户的附加的干扰的情况下由车辆传输给充电站。

按照一个实施方式，用于确定充电插座在车辆上的位置的步骤在使用所接收到的来自内部和/或外部数据库的车辆特定数据的情况下读出充电插座的位置。在此，在相应的数据库中，与对于给车辆充电来说重要的其它数据的联系也是可能的。以这种方式，可以使对充电插座在车辆上的位置的简单并且高效的确定成为可能。

按照一个实施方式，用于给车辆中的蓄能器自动充电的方法包括：用于在使用所接收到的车辆特定数据的情况下确定用于给车辆中的电蓄能器充电的充电参数的步骤。在此，所述车辆特定数据例如可包括充电电压、充电电流、所要传输的能量总量、给蓄能器充电的起始时间点、给蓄能器充电的结束时间点、给蓄能器充电的持续时间和/或会计数据。以这种方式，针对每个所要进行充电的车辆都可以单独地确定一组充电参数，使得可以尽可能好地给车辆的蓄能器充电。

本发明的其它实施方式和优点从随后参考随附的附图的描述中得到。

附图说明

在此：

图1示出了按照一个实施方式的充电站的示意图；

图2a-d示出了在按照其它实施方式的充电站中的充电机器人的接触头的示意图；

图3示出了针对按照另一实施方式的接触头与车辆的充电插座的相互配合的示意图；

图4示出了针对按照又一其它实施方式的接触头与车辆的充电插座的相互配合的示意图；

图5a、5b示出了针对按照其它实施方式的接触头与充电插座的相互配合的示意图；

图6a-d示出了如实施方式所基于的给车辆充电的示意图；

图7示出了按照一个实施方式的用于给多个车辆充电的充电站的示意图；

图8示出了如按照另一实施方式的方法所基于的流程图的示意图。

具体实施方式

图1示出了用于给车辆5中的蓄能器50自动充电的充电站1的示意图。所述车辆5例如可以是电动或混合动力车辆。尤其是，所述车辆5可以是完全或部分电驱动的机动车，如客车（pkw）或货车（lkw）。充电站1包括至少一个通信装置10和至少一个充电机器人20。在此，通信装置10可以从所要进行充电的车辆5接收车辆特定数据。在此，至少从车辆5朝通信装置10的方向进行数据传输。可替换地，在车辆5与通信装置10之间的双向数据传输也是可能的。通信装置10例如可包括无线接口11。借助于该无线接口11，在通信装置10与车辆5之间的无线数据交换是可能的。例如，无线接口11可以构造与车辆5的wlan连接。可替换地，通过移动无线网络（例如gsm、umts或lte）的连接也是可能的。此外，也可以借助于近场通信（rfid/nfc）来进行无线数据交换。此外，其它无线通信方法同样是可能的。附加地或可替换地，通信装置10也可拥有光传感器12或光接口。所述光传感器12例如可以是摄像机、条形码扫描仪或者qr码扫描仪。这样，摄像机例如可以以光学方式检测所要进行充电的车辆5。基于在由摄像机检测到的车辆5的图像中的预先确定的特征，可以确定所要进行充电的车辆5的车辆特定数据。此外，通过适当的扫描仪也可以检测并且读出条形码、qr码或者被安装在所要进行充电的车辆5上的另一光学码。此外，例如光学接口（例如红外接口）也是可能的，借助于所述光学接口可以在所要进行充电的车辆5与通信装置10之间交换车辆特定数据。

所述车辆特定数据例如可以是详细说明充电插座51在所要进行充电的车辆5上的位置的数据。这些用于详细说明充电插座51在车辆5上的位置的数据例如可以说明：充电插座51处在车辆5的车底、车头、车尾还是处在车侧。此外，这些数据也可以说明充电插座51的精确位置。例如可以说明充电站51相对笛卡尔坐标系的位置，所述笛卡尔坐标系具有车辆的预先给定的参考点，作为坐标系的原点。此外，用于详细说明充电插座51在车辆5上的其它数据格式同样是可能的。附加地，车辆特定数据也可包含其它数据，尤其是对于给车辆5充电来说重要的数据。这样，所述车辆特定数据例如也可包含关于必需的充电电压（电压值、电压类型：直流电压或单相或多相交变电压）、可能的最大充电电流、所需的所要传输的能量总量的数据、关于在车辆5中的所要进行充电的蓄能器50的信息，以及授权数据或者会计数据。此外，对其它车辆特定数据、尤其是对于给车辆5中的蓄能器50充电来说重要的数据的传送也是可能的。

除了上面所描述的直接传输由车辆5传输给通信装置10的车辆特定数据、充电插座51在所要进行充电的车辆5上的位置以及可能必需的其它对于充电来说重要的数据的可能性之外，也可能的是，只将一个车辆特定标识（id）从车辆5传输给通信装置10。所述车辆特定标识例如可以是针对每个单独的车辆5的单独的明确的标识。可替换地，在车辆特定数据中传输的标识也可以是只详细说明了车辆的类型的标识。在后者的情况下，同类的车辆可以将共同的标识传输给通信装置10。于是，基于这种由车辆5传输给通信装置10的包含在车辆特定数据中的标识，通信装置10可以确定对于充电过程来说重要的数据。为此，充电站1例如可以包括内部数据库15。在此，在所述内部数据库15中，可以存放有在车辆特定数据与对于给车辆5充电来说重要的信息之间的关系。在这种情况下，通信装置10可访问内部数据库15并且因此可以基于所接收到的车辆特定数据来读出对于给车辆5充电来说重要的信息。可替换地或附加地，通信装置10也可以与外部数据库3耦合。所述外部数据库3例如可以是中央数据库，多个充电站1的多个通信装置10都可以访问所述中央数据库。以这种方式只需要使在一个或少量中央数据库3中的数据保持实时，而在每次改变时不必将更新传输给全部充电站1。

例如，也可以通过例如以摄像机的形式的光学传感器12来检测车辆的牌照。紧接着，在使用所要进行充电的车辆5的所检测到的牌照的情况下，根据内部数据库15或外部数数据库3可以确定对于给车辆5充电来说重要的数据。

在使用通过通信装置10接收到的车辆特定数据的情况下，充电站1例如在通信装置10或者另一装置中确定所有对于给车辆5中的蓄能器50充电来说重要的充电参数。这些充电参数例如可包括如下参数。充电插座51在所要进行充电的车辆5上的位置、用于给蓄能器50充电的可能的或必需的电压（尤其是电压值、电压类型：直流电压、单相或多相交变电压）、最大容许电流强度、所需的所要传输的能量总量、应该开始充电的时间点、应该结束充电的时间点、给蓄能器50充电的持续时间、充电插座51在车辆5上的配置、授权参数、会计数据，等等。此外，其它的、这里没有列举的对于给车辆5中的蓄能器50充电来说可以是重要的或者令人感兴趣的参数同样是可能的。

在此，为了给车辆5中的蓄能器50充电，可能需要：车辆5尽可能准确地停放在一个预先给定的位置或者停放在多个预先给定的位置。为此，充电站1例如可具有用于一个或多个车辆5的停车场或其它停放场地，所述停车场具有在其停放场地预先确定的用于车辆5的定位的辅助装置。例如，这些辅助装置可以是光学标记，所述光学标记预先给定所要进行充电的车辆5的位置。此外，在停车场的停放场地的不平整处（诸如凸起部或凹陷部）也是可能的，所述不平整处在此辅助驾驶员使车辆5尽可能准确地在停车场上定位。此外，例如借助于驾驶辅助系统对车辆的自动定位也是可能的。通过对车辆5的尽可能准确的定位，在将车辆特定数据传输给充电站以及从中已知的充电插座在车辆上的位置之后，也已知的是充电插座51相对充电站1的精确位置。

如果对车辆5的尽可能准确的定位是不可能的或者不被希望的，那么车辆5必要时也可以任意地、至少在预先给定的容差范围之内被定位。为此，例如可以通过适当的辅助装置（诸如在地面上的线）预先给定如下区域，用户将车辆5停放在所述区域之内。紧接着，借助于适当的传感装置，可以由充电站1确定车辆5的精确位置。例如，车辆5的位置可以借助于光学传感器（诸如通信装置10的光学传感器12）来确定。但是，其它传感器（如雷达传感器、超声传感器、光学扫描仪（诸如lidar）或者诸如此类的传感器）也是可能用来确定车辆5的位置的。如果已知车辆5的位置，那么于是在使用充电插座51相对车辆5的已知的位置的情况下也可以确定充电插座51相对充电站1的精确位置。例如，对充电插座51相对充电站1的确定可以作为具有x-y-z方向的笛卡尔坐标系的坐标来确定。可替换的坐标系同样是可能的。

如果已知充电插座51的位置，那么可以由充电站1确定充电机器人20的位置，充电机器人20应该驶向所述位置，以便于是建立充电站1与所要进行充电的车辆5的充电插座51的自动接触。充电位置优选地处在地面上，也就是说处在所要进行充电的车辆5停放在的相同的平面内。所述要由充电机器人20驶向的位置在下文被称作充电位置。充电位置例如可以在通信装置10中予以确定，要不然也可以在充电机器人20或者充电站1的另一装置中予以确定。

充电站1的充电机器人20包括接触头21。在此，接触头21包括大量电触点。在此，接触头21的这些电触点可以与充电站的电压源30连接。此外，一个或多个其它触点可以与充电站1的参考电位连接。此外，接触头21的一个或多个触点也可以与充电站1的信号线连接。借助于这样的信号线，在接触头21与车辆5的充电插座51的电流连接之后，在车辆5与充电站1之间的数据交换也是可能的。在此，接触头21的设计方案例如可以对应于用于给电动或混合动力车辆传导式充电的已知的、标准化的插头。例如，根据欧洲标准en62196类型2（或者也包括iec类型2）的插头是可能的。但是，其它标准化的或者新型的插头类型对于接触头21的设计方案来说也是可能的。尤其是，在下文还进一步阐述对于充电机器人20的接触头21来说有利的设计方式。

接触头21的触点通过电缆连接31例如与充电站1的电压源30电连接。所述电缆连接31例如可以是具有多个导电芯线的能弯曲的电缆。因此，通过各个芯线，在电压源30与接触头21的触点之间的电流连接是可能的。此外，电缆连接31也可包括其它芯线，通过所述芯线能够实现在车辆5与充电站1之间的数据交换。电压源30可以将由能量供应网2或者另一能量源提供的电压转换成如下电压，所述电压被设计为给所要进行充电的车辆5的电蓄能器50充电。为此，电压源30例如可以适配电压值、将单相或多相交变电压转换成直流电压、将直流电压变换成单相或多相交变电压、适配交变电压的频率、限制给车辆5中的蓄能器50充电的电流强度，等等。可替换地，也可能的是：接触头21的触点直接与外部能量供应网2或者另一外部电压源连接，而在充电站1中不进行对所述外部电压的转换。在这种情况下，通过在车辆5中的内部的未示出的充电调节器来实现针对给车辆5的蓄能器50充电的调节。

充电机器人20的接触头21例如可以通过充电臂22与充电机器人20连接。在此，尤其是可以通过适当的驱动系统来使充电臂22运动。例如，充电臂22可以以能旋转的方式和/或以能摆动的方式布置在充电机器人20上。通过充电臂22的旋转和/或摆动，接触头21可以相对所要充电的车辆5的充电插座51来取向。因此，接触头21可以被取向为使得接触头21的触点的位置与充电插座51的触点一致。为了将接触头21插进车辆5的充电插座51，充电机器人20可以朝充电插座51的方向运动。然而，可替换地，可能的是，充电机器人20的充电臂22是能抽出的，也就是说在其长度方面是可变的。以这种方式，通过抽出充电臂22、即通过增大充电臂22的长度，可以使接触头21朝车辆5的充电插座51的方向运动，直至接触头21完全插进车辆5的充电插座51而且所述接触头21的触点与所述充电插座51的触点电连接。

此外，充电机器人20也可具有旋转装置23。通过该旋转装置23，接触头21可以绕着预先给定的转轴旋转。在此，该转轴例如可以与如下方向并行地走向，接触头21在插进充电插座51期间沿着所述方向运动。在此，旋转装置23可以直接布置在接触头21上、布置在接触头21与充电臂22之间、布置在充电臂22之内，要不然也可以布置在充电臂22与充电机器人20的基座之间。通过借助于旋转装置23来使接触头21旋转，可以使接触头21的触点相对车辆5的充电插座51的触点来取向。在此，接触头21通过旋转装置23引起的旋转例如可以基于预先给定的参数来设定，所述预先给定的参数从所要进行充电的车辆5的车辆特定数据中得到。可替换地，在接触头21或者充电机器人20的另一位置上的传感装置（这里未示出）也可以确定在车辆5上的充电插座51的触点的取向。于是，接触头21可以根据在充电插座51上的触点的取向来取向。同样，也可以基于预先给定的参数来确定充电臂22的旋转或摆动，以及充电臂22的抽出，所述预先给定的参数从所述车辆特定数据中得到。可替换地，可以基于传感器数据来计算这些设定，所述传感器数据由充电机器人的传感器来检测。

为了使充电机器人20前进，充电机器人20可包括独立的驱动装置。例如，该驱动装置可以是电驱动装置。在此，同样可以通过电缆连接31来实现对于所述电驱动装置的能量供应。此外，通过在充电机器人20上的电缆连接31的其它芯线也可以提供用于控制充电机器人20的附加的控制信号。为了控制充电机器人20的运动方向，充电机器人20例如可包括能操纵的轮子。此外，用于控制充电机器人20的运动方向的其它可能性同样是可能的。例如，充电机器人20也可拥有多个单独地驱动的轮子或滚轮，所述轮子或滚轮通过单独的操控能够实现对运动方向的控制。如果充电机器人20没有自己的驱动装置，那么也可能的是：充电机器人20借助于外部驱动装置（这里未示出）来运动。例如，充电机器人20可以借助于绳索系统或杆系统来推或拉。此外，用于使充电机器人前进的其它可能性同样是可能的。

此外，充电机器人20还可拥有一个或多个周围环境传感器25。例如，这些周围环境传感器25可以是摄像机、超声传感器、激光探测器（诸如lidar）、雷达传感器和/或触摸传感器。以这种方式，借助于周围环境传感器25可以探测在充电机器人20的周围环境中的对象。为此，充电机器人20例如可以识别出障碍物。因此，可以避免与被识别出的障碍物的碰撞。在这种情况下，充电机器人可以在一个可替换的路径移动到所希望的充电位置，其中绕开了被探测到的障碍物。此外，也可以使用周围环境传感器25来确定所要进行充电的车辆5的取向和/或充电插座51在所要进行充电的车辆5上的精确位置。

图2a至2d分别示例性地示出了对充电站1的充电机器人20的接触头21的俯视图。在图2a中，接触头21包括大量漏斗形的凹陷部21-1。在这些漏斗形的凹陷部21-1中，可以分别布置有接触头21的一个电触点。原则上，没有电触点的凹陷部也是可能的。这种凹陷部可用于在将接触头21插进充电插座51期间更好的引导。通过其中凹陷部的直径朝接触头21的内部的方向持续地减小的漏斗形的设计方案，即使在接触头21相对所要进行充电的车辆5的充电插座51的定位的情况下有微小的偏差时，插头也仍可以可靠地被插进充电插座51并且实现接触头21的触点与充电插座51的触点的电接触。在这种情况下，所述凹陷部的漏斗形的设计方案允许接触头21相对充电插座51的独自的取向。

图2b示出了对充电站1的充电机器人20的接触头21的实施方式的另一俯视图。在这种情况下，接触头21具有大量缝隙形的凹陷部21-2。在此，所述缝隙形的凹陷部21可具有v形形状。在此，朝接触头21的内部看，缝隙21-2的宽度减小。以这种方式也可能的是，接触头21在插进所要进行充电的车辆5的充电插座51时独自地在预先给定的容差之内进行取向。在此，缝隙形的凹陷部21-2或者可以完全沿着一个方向在接触头21的表面上延伸。可替换地，如在图2b中的接触头21的中间所示出的那样，缝隙21-2也可以只在一部分内延伸，使得在接触头21的表面上沿着一个方向形成多个缝隙。在此，在所述缝隙21-2的内部分别可以布置有一个电触点。在这些实施方式以及下列实施方式中，没有电触点的凹陷部也是可能的。

图2c和2d示出了环形的接触头21。在此，在图2c中，接触头21具有环形凹陷部21-3，在所述环形凹陷部21-3中可以分别布置有一个电触点。通过这样的旋转对称的接触部21，可以将接触头21特别简单地插进车辆5的充电插座51。在这种情况下，不必旋转接触头21来使所述触点取向。

图2d同样示出了环形接触头21，然而，在所述环形接触头21的情况下，在接触头21中的凹陷部21-4被实施为环形段。以这种方式可以在一个圆周之内布置多个触点。因此，可以在较小的空间实现较大数目的触点。在此，为了在环形接触头21的情况下（如其例如在图2d中所示出的那样）强制进行明确的取向，各个环形区域可以不一样大地来实施。在此，不仅凹陷部21-4的宽度而且环形段的大小都可以改变。以这种方式可以保证：环形接触头21也只能以预先确定的取向插进车辆5的充电插座51。

在此，凹陷部和触点的与图2a至2d相关联地示出的数目仅仅用于更好地理解并且不是对本发明的限制。触点的与所示出的数目不同的数目同样是可能的。在图2a和2b中示出的矩形接触头也应该只是示例性地被理解。与之不同的几何形状（诸如正方形、多边形，等等）同样是可能的。

优选地，接触头21具有圆锥形或锥形或截锥形的外部几何形状。在此，触点或用于触点的凹陷部被布置在其上的底面具有相比于指向充电臂22的方向的侧面更小的底面。换句话说，接触头21朝如下表面的方向逐渐变细，在所述表面上布置有触点或用于触点的凹陷部。以这种方式，在预先给定的容差之内，接触头21在插进充电插座50时的独自的取向是可能的。

图3示出了经过充电机器人20的接触头21与车辆5的对应的充电插座51的横截面的示意图。在此，为了使接触头21与充电插座51进行接触，接触头21沿箭头方向朝充电插座51的方向插入。在该例子中，充电插座51具有三个触点51-a、51-b和51-c。接触头21相对应地具有三个凹陷部，所述三个凹陷部具有触点21-a、21-b和21-c。在该例子中，充电插座51的三个触点51-a、51-b和51-c一样长地被实施，而接触头21的触点21-a、21-b和21-c在接触头21之内不一样远地远离指向充电插座51的方向的外侧。以这种方式可以实现的是：在将接触头21插进充电插座51时，接触头21的触点21-a、21-b和21-c在不同的时间点与充电插座51的对应的触点51-a、51-b和51-c电接触。因此，例如可以保证首先实现与参考电位的电接触。只有在接触头21的参考电位已经通过相对应的接触与充电插座并且因此与所要进行充电的车辆连接之后，在将接触头21进一步插进充电插座51时才紧接着实现相端子的接触，应该通过所述相端子来实现在给车辆5中的蓄能器50充电期间的能量馈入。在这些触点也已经彼此电连接之后，最后也可以实现对于在充电期间的通信所需的数据连接的接触，接着，通过所述数据连接才开启充电过程。以这种方式，可以提高在进行接触期间的安全性，而且可以满足可能存在的安全性要求。

可替换地，除了这里所示出的实施例（其中充电插座51的触点51-a、51-b和51-c一样长而且接触头21的触点21-a、21-b和21-c布置在关于与接触头21的指向充电插座51的方向的外侧的距离的不同的位置上）之外，也可能的是：将具有不一样长的触点51-a、51-b和51-c的充电插座51布置在车辆中并且在此使接触头21的触点21-a、21-b和21-c与指向充电插座51的方向的外侧等距地间隔开地来布置。

图4示出了经过按照另一实施方式的充电插座51与充电站的充电机器人20的接触头21的横截面的示意图。在此，接触头21具有引导装置201。所述引导装置201例如可以是滚轮、球形轮、塞子或者另一隆起部。此外，凹陷部、例如导槽或者诸如此类的凹陷部也可能作为引导装置201。在此，在车辆5的充电插座51上，插入有与接触头21的引导装置201对应的引导部。因此，在将接触头21插进充电插座51时，通过引导装置201与在充电插座51中的对应的元件501的相互配合可以使接触头21相对充电插座51进行取向。尤其可能的是：接触头21的触点被取向为使得所述触点与充电插座51的触点合适地连接。此外，为了改善在将接触头21插进充电插座51时的滑动特性，还可以用滑的材料给接触头21的表面和/或充电插座51的表面涂层。例如，由聚四氟乙烯（ptfe）或者诸如此类的材料构成的涂层适合于此。

图5a和5b示出了将接触头21插进车辆5的充电插座的示意图。在图5a中，充电插座51在静止状态下通过遮盖物52（虚线示出）来封闭。因而，必须打开该遮盖物52，以便开启充电插座51，使得可以将接触头21插进充电插座51。为此，在将接触头21插进充电插座51期间，所述接触头21例如可以将遮盖物52推向一边。可替换地，充电机器人20也可拥有附加的装置，所述附加的装置适合于除去在充电插座51前面的遮盖物52。为此，例如可以如在图5a中示出的那样翻起所述遮盖物52。这例如可以通过机械装置来实现，所述机械装置通过充电机器人20来触发。可替换地，充电机器人20或者充电站1的另一装置可以与车辆5进行通信，以便促使车辆5打开在充电插座51前面的遮盖物52。

图5b示出了另一实施方式，其中在静止状态下的充电插座51首先被保护并且针对接触头21的插入才被开启。在此，在静止状态下的充电插座51首先指向车辆内部。为了给车辆5的蓄能器50充电，沿箭头方向向外翻起充电插座51。为此，充电机器人20或充电站1的另一装置可以促使车辆5向外翻起充电插座51。在此，例如可以借助于机械装置将充电插座51翻开，所述机械装置由充电机器人20来触发。可替换地，也可以促使车辆5借助于电极驱动的装置向外翻起充电插座51。

在充电插座51已经向外翻起和/或在充电插座51前面的遮盖物52已经打开之后，充电机器人20可以将接触头21插进充电插座51并且这样使接触头21的触点与充电插座51的触点电连接。

为了充电站1与车辆5的电流连接，充电机器人20将接触头21插进车辆的充电插座51。为此，充电机器人20首先驶向如上面描述的那样确定的充电位置。优选地，该充电位置处在地面上。如果充电插座51在此首先如与图5a和5b相关联地描述的那样被保护，那么于是首先开启充电插座51。紧接着将接触头21插进充电插座51。为此，必要时首先通过充电机器人借助于适当的倾斜装置和旋转装置使接触头21相对充电插座51进行取向。在此，在接触头21相对充电插座51的取向方面的偏差可以在将接触头21插进充电插座51期间通过之前所描述的措施（诸如在接触头21中的漏斗形的凹陷部、在接触头21中的v形缝隙、具有圆柱形或截锥形的外部几何形状的接触头21的设计方案）以及必要时通过引导装置201来修正。在这种情况下，在将接触头21插进充电插座51期间可能发生：必须使接触头21侧向地、也就是说垂直于插入方向地运动。为了接触头21可以实施这种侧向运动，在充电臂22上可以安装补偿元件24。这种补偿元件24能够实现：在将接触头21插进充电插座51时，所述接触头21也可以实施如下运动，所述运动相对接触头21的运动方向是垂直的或者至少几乎垂直的，充电机器人20以所述接触头21的运动方向将接触头21插进充电插座51。所述补偿元件24例如可以是弹簧元件、具有预先确定的回位力的铰链、由弹性体构成的机件或者诸如此类的元件。如果在此对补偿元件施加在预先给定的极限值之内的力，那么补偿元件24至少保持几乎刚性。而如果所施加的力超过预先给定的极限值，那么补偿元件24弯曲并且因此使偏差、尤其是在将接触头21插进充电插座51期间的接触头21的侧向偏差成为可能。

在图6a至6d中示意性地阐述了按照一个实施方式的用于给车辆5中的蓄能器50自动充电的过程。为此，诸如在图6a中所示出的那样，首先使车辆5停放在充电站1处的预先给定的停放区域之内。于是，充电站1的通信装置10接收车辆特定数据。在此，所述车辆特定数据例如可以是已经被实施的车辆特定数据。于是，根据所述车辆特定数据，充电站1首先确定充电插座51在车辆5上的位置。于是，必要时在使用车辆5相对充电站1的精确定位的情况下，根据充电插座51在车辆5上的所述位置可以确定充电机器人20的充电位置。该充电位置是充电机器人20的如下位置，从所述位置出发，充电机器人20可以使接触头21独自地插进车辆5的充电插座51。优选地，该充电位置处在相同的底面上、即处在车辆5也停放在的地面上。

在已经确定适合于充电机器人20的充电位置之后，充电机器人20如在图6b中所示出的那样驶向该充电位置。如果充电机器人20在此拥有独立的驱动装置，那么充电机器人20可以自己向充电位置行驶。在此，通过必要时存在的周围环境传感器25，充电机器人20可以探测在充电机器人20的周围环境中的对象并且在向充电位置行驶时绕开这些对象。

在充电机器人20已经到达充电位置之后，可以开启在车辆5上的必要时隐藏的充电插座51。为此，如在图6c中所示出的那样，充电机器人20可以在车辆5上触发一个机械装置，以便将在充电插座51前面的可能存在的遮盖物52翻向一边。可替换地，充电机器人20也可以触发一个机械装置，所述机械装置首先将被翻向内的充电插座51向外翻起并且这样使其对于充电机器人20来说能接近。

在已经开启充电插座51之后，充电机器人20将接触头21插进车辆5的充电插座51。经此，接触头21的触点与充电插座51的触点电连接。紧接着，可以开始给车辆5中的电蓄能器50充电。为此，例如可以通过充电站1的电压源30提供如下电压，所述电压基于之前所接收到的车辆特定数据而适合于给蓄能器50充电。在此，尤其是电压值、电压形状以及必要时也包括其它参数（如电流强度等等）都可以被适配并且被适配到车辆5的相应的电蓄能器50上。

在充电过程结束之后，充电机器人20可以将接触头21从充电插头51拉出。紧接着，充电插座51可以通过遮盖物52来封闭或者也可以重新被翻进车辆内部。于是，充电机器人20可以移动回到停放位置。可替换地，在车辆5上的充电过程结束之后，充电机器人20也可以直接向另一充电位置行驶，以便紧接着给另一车辆的电蓄能器充电。

图7示出了用于给大量具有电蓄能器50的车辆5自动充电的充电站1的示意图。在这种情况下，充电站1包括多个停放场地61至63，在所述停放场地61至63上分别可以停放一个车辆5。在此，充电站1例如借助于一个或多个通信装置10来接收被停放在停放场地61至63上的车辆的车辆特定数据。于是，充电站1的充电机器人20可以分别相继向所述车辆5之一的充电位置行驶，将接触头21插进相对应的车辆5的充电插座51并且给相应的车辆5的电蓄能器50充电。于是，在蓄能器50的充电过程已经结束之后，充电机器人20可以将接触头21从相对应的充电插座51拉出，向在所述停放场地61至63之一上的另一车辆5的另一充电位置行驶并且于是给下一个车辆5的电蓄能器50充电。在此，充电机器人20向各个车辆行驶并且给所述车辆5的相应的蓄能器50充电的顺序可以基于任意的预先规定来选择。例如，在所接收到的车辆特定数据中也可以详细说明优先级、应该结束充电过程的所希望的目标时间点或者诸如此类的。

此外，也可能的是：分别在预先给定的持续时间之内给车辆5的电蓄能器50充电，紧接着中断充电过程并且在预先给定的持续时间之内给另一车辆5的另一蓄能器50充电。以这种方式可以交替地给多个车辆的蓄能器充电。此外，用于给多个车辆5的电蓄能器50充电的其它方案同样是可能的。

图8示出了用于给车辆5中的电蓄能器50自动充电的方法的流程图的示意图。在步骤s1，首先提供充电机器人20。如之前所描述的那样，充电机器人20包括至少一个具有大量触点的接触头21。在此，接触头21的触点与一个电压源连接。该电压源例如可以是来自外部能量网的电压。可替换地，该电压源也可以是内部电压源30、尤其可以是充电调节器30，所述充电调节器30对给车辆5的电蓄能器50充电的充电过程进行调节。在此，该充电调节器可以设定在充电期间的电压值、电压类型或电压形状以及电流强度并且可以设定其它参数。

在步骤s2，接收车辆5的车辆特定数据。为此，通信装置10例如可以借助于无线接口进行与车辆5的数据交换。可替换地，可以读出车辆的条形码、qr码或者其它的、例如光学的信息，以便从中获得车辆特定数据。尤其是也可以检测车辆的牌照，并且从中可以推导出车辆特定数据。在步骤s3，在使用所接收到的车辆特定数据的情况下确定充电插座51在车辆5上的位置。为了确定充电插座51在车辆5上的所述位置，也可能的是访问内部或外部数据库。例如，对于每个车辆来说或者对于预先给定的车辆类型来说，充电插座的位置以及必要时其它对于充电来说重要的数据可以存放在内部或外部数据库中。基于所接收到的车辆特定数据，根据这种内部或外部数据库可以确定所有对于充电来说重要的数据和充电参数。

在步骤s4，基于充电插座51在车辆5上的所确定的位置来确定充电位置。该充电位置是如下位置，从所述位置出发，充电机器人20可以将其接触头21插进车辆的充电插座51。该充电位置优选地处在地面上并且处在车辆5的充电插座51的附近。紧接着，充电机器人20驶向该充电位置。只要充电机器人20拥有独立的驱动装置，充电机器人20就可以独自地驶向该充电位置。可替换地，充电机器人20也可以通过一个单独的装置来运动、尤其是推或拉，以便驶向该充电位置。只要充电机器人20拥有周围环境传感器25，充电机器人20就也可以探测在充电机器人20的周围环境中的对象并且在驶向充电位置20时绕着这些被探测到的对象。因此，可以避免充电机器人20与被探测到的对象的碰撞。

在充电机器人20已经到达充电位置之后，充电机器人20在步骤s6可以将接触头21插进车辆5的充电插座51并且建立接触头21的触点与充电插座51的触点的电连接。

如果接触头21完全插进车辆5的充电插座51，那么必要时可以进行对成功的接触的验证。为此，例如可以检验特定的触点的电连接。在此，该触点可以被实施为使得作为最后一个来进行该触点的电连接。因此可以保证的是：全部其它触点之前也已经正确地进行接触。

如果接触头21完全插进充电插座51，那么充电站1可以在接触头21的触点上提供电能。经此，可以给车辆5的电蓄能器50充电。

如果车辆5的电蓄能器50已经到达所希望的充电状态，或者到达其它额定值，那么可以结束电蓄能器50的充电过程。为此，由充电站1切断在接触头21的触点上提供的电压。紧接着，可以将接触头21从充电插座51中拉出。于是，充电机器人20可以远离其充电位置。充电机器人20例如可以向停放位置行驶，或者可以移动到在相邻地停放的车辆处的另一充电位置。

概括来说，本发明涉及一种用于给车辆中的电蓄能器自动充电的装置和方法。为此，首先基于车辆特定数据来确定充电插座在车辆上的位置。紧接着，充电机器人在地面上移动到充电插座的附近。于是，充电机器人建立在充电站与充电插座之间的电流连接。为此，充电机器人将与充电站连接的接触头插进车辆的充电插座。在充电过程结束之后，接触头从充电插座拉出并且因此车辆被解除管理。