带有安置在悬臂上的供给接触设备的车辆充电站的制作方法

本发明总体上涉及电动车的技术领域，尤其涉及一种车辆充电站和一种用于给电动车中的蓄能器充电的方法。

背景技术：

在公共近距离交通中，长久以来已知电池驱动的运输系统，例如由文献DE 24 05 198已知。最近使用完全电气化的公用汽车，所述公共汽车的总体能量需求由车载携带式的电池系统满足。例如当前在维也纳城市范围内运行这种类型的全电动公共汽车，所述全电动公共汽车的驱动功率完全来自总容量约为100kWh的多个车载携带式的锂铁电池，锂铁电池安装在车辆的顶部和尾部上。这些电池在运行期间分别在公交线路的终点站在大约15分钟内以及当电动车不运行时在晚间完成充电。为了进行充电，通过按钮使设置在电动公共汽车的车辆顶部上的受电器弹出，并且与电动公共汽车上方的电车接触网形成接触。在车辆出发之前又通过手动的开关操作使与电车接触网的接触分开。

在此的弊端在于，受电器连同升降设备都携带在车辆顶部。这需要额外的驱动能量并且降低车辆的有效载荷量。此外，升降设备由多个活动部件组成并连同驱动装置一起在顶部暴露于各种气候中，并且由此易受干扰。此外，在车辆顶部上可弹出的受电器的结构还降低了电动公共汽车的可通过高度。为了充电过程需要手动的开关操作，这是不期望的。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题在于，避免以上提到的弊端并且提供一种途径，从而能够实现对电池驱动的车辆的蓄能器的充电，而不必使受电器连同升降设备一起被车辆携带，并且其中，充电过程尽可能是可自动化的。

所述技术问题通过一种用于给电池驱动的车辆、尤其电动公共汽车或混合动力车的蓄能器充电的车辆充电站解决，其中，所述车辆在充电过程期间停泊在预定的停泊位置，并且具有如下：

a)基础体，所述基础体布置在预定的停泊位置的附近；

b)悬臂

i.其带有第一链节，所述第一链节沿纵向长度延伸并且在端部上可旋转地支承在布置在基础体上的旋转关节中并且借助旋转驱动器被旋转驱动，

ii.其带有第二链节，所述第二链节支承在第一链节上的线性导引部中并且能够借助线性驱动器沿纵向延伸的方向运动，其中，第二链节的与线性导引部背离的端部与供给接触设备相连，

iii.控制单元，所述控制单元控制旋转驱动器和线性驱动器，从而使供给接触设备能够从静止位置移动至工作位置并且能够反向地复位移动，在所述工作位置中在供给接触设备与相对于车辆位置固定地布置的接收接触设备之间建立电连接。

所述技术问题还通过一种用于给电池驱动的车辆、尤其电动公共汽车或混合动力车的蓄能器充电的方法解决，其中，车辆为了充电而停泊在带有车辆充电站的预定的停泊位置中，所述车辆充电站包括：

a.基础体，所述基础体布置在预定的停泊位置的附近；

b.悬臂，

c.带有第一链节，所述第一链节沿纵向长度延伸并且在端部上可旋转地支承在布置在基础体上的旋转关节中并且借助旋转驱动器被旋转驱动；

d.带有第二链节，所述第二链节支承在第一链节上的线性导引部中并且能够借助线性驱动器沿纵向运动，其中，第二链节的与线性导引部背离的端部与供给接触设备相连；

e.控制单元，所述控制单元控制旋转驱动器和线性驱动器，其特征在于以下方法步骤

f.供给接触设备从静止位置变换为工作位置，在所述静止位置中供给接触设备的接触件无电流，在所述工作位置中在供给接触设备与设置在车辆上的且相对于车辆位置固定地布置的接收接触设备之间建立电连接，并且蓄能器被充电。

本发明的有利的设计方式、方面和细节由从属权利要求、说明书和附图给出。

解决途径所基于的是，通过站点侧的悬臂建立用于充电过程的电接触。车辆侧不再需要活动的接触件。通过去掉在车辆顶部携带的受电器以及驱动器，减少了车辆重量和可通过高度。由于在车辆上不再具有活动的部件，因此也不存在由磨损或环境影响导致的干扰。

车辆充电站的一种实施方式可以是优选的，其中，构成供给接触设备，从而使供给接触设备与接收接触设备的适配的接触带共同作用，所述接触带布置在车辆顶部的平面中或与车辆顶部平行的平面中。车辆侧的接触设备可以集成在车顶的平面中或侧壁中，那么仅需要对车辆轮廓进行微小改变。

会有利的是，接收接触设备的各个接触带沿车辆的纵向延伸的方向布置，或者横向于车辆的纵向延伸布置。在前者情况下，对沿行驶方向的位置准确性方面的要求较低，而在后者情况下，对横向于行驶方向的位置准确性方面的要求较低。

当借助由旋转驱动器驱动的旋转关节建立在悬臂的第二链节与供给接触设备之间的连接时，可以更好地补偿车辆的非对称的充电状态，其中，车辆绕其纵轴线倾斜。

会有效的是，借助驱动器实现悬臂的各个链节在工作或摆动平面中的运动，所述工作或摆动平面大致横向于停泊车辆的纵向延伸的方向指向。基础体与车辆之间的相对位置由此能够被更简单地检测。

附图说明

借助以下附图说明的部分来进一步阐述本发明，由所述附图可以借助不做限制的实施例得出本发明的其他有利的设计方式、细节和改进方式。在附图中：

图1以示意性侧视图方式示出带有悬臂的车辆充电站，所述悬臂由两个沿线性的延伸方向可活动的链节构成；

图2示出图1的俯视图；

图3示出带有接收接触设备的车辆顶部的俯视图，所述接收接触设备由三个沿行驶方向布置的接触带组成；

图4示出带有接收接触设备的车辆顶部的俯视图，所述接收接触设备由三个横向于行驶方向布置的接触带组成。

具体实施方式

图1示出带有悬臂6的车辆充电站1的简化图，所述悬臂带有两个沿线性的延伸方向可活动的链节4、5。在该充电站1的附近具有停泊在停泊位置中的车辆10，即全电动公共汽车，所述车辆的总体能量需求通过车载携带式的电池17被满足。充电站1主要由基础体2和悬臂6组成，所述悬臂在与基础体2背离的端部上具有供给接触设备8。充电站1在车道边缘21上位置固定地布置在车辆10的停泊位置20(图2)的附近。在图1所示的静止位置中，供给接触设备8处于车辆顶部13的上方。供给接触设备8的各个接触件在所述静止位置中无电流，但可与在图1中未详细示出的电网相连或已经相连。为了给安置在车辆10中的蓄能器17充电，供给接触设备8必须朝车辆10的方向运动，也即在所示图1的实施例中朝固定在车辆顶部13上的且与蓄能器17电连接的接收接触设备9摆动。在具体阐述由驱动器控制的运动流程之前，首先描述车辆充电站1的各个部件。

悬臂6由纵长的第一链节4和纵长的第二链节5组成。第一链节4类似于摆动臂，并且在端侧上可旋转地支承在旋转关节3中，所述旋转关节以相对于路面11的高度14布置在基础体2上。借助旋转驱动器31使第一链节4沿双箭头18的方向旋转运动。在第一链节的背离旋转关节3的区段上在第一链节4上布置有线性导引部22，悬臂6的纵长的第二链节5可线性运动地支承在所述线性导引部中。线性驱动器41使第二链节5沿悬臂6的纵向延伸的方向运动，这在图1中借助双箭头19示出。第二链节在其背离基础体2的端部上带有供给接触设备8，所述供给接触设备与供应电网电连接。

现在为了使供给接触设备8从图1所示的静止位置转变为工作位置(充电位置)，借助旋转驱动器31使悬臂6向车辆10摆动(在图1中沿顺时针摆动)并且与此同步或不同步地借助线性驱动器21运动，从而使供给接触设备8的接触件与接收接触设备9的适配的接触件相接触。布置在基础体2中的控制单元15在此控制旋转驱动器31和线性驱动器41。

供给接触设备8从静止位置至工作位置以及反向的运动流程在控制单元15的控制下自动进行。

如上所述，车辆10处于停泊位置20中。为了检测对于建立接触所需的车辆10的精确位置，在基础体2中设置车辆位置检测装置16，所述车辆位置检测装置检测基础体2与车辆10之间的侧向间距(y-方向)和必要时沿行驶方向(x-方向)的车辆位置，并且将该信息传递给控制单元15。

旋转关节3处于相对于路面11的高度14上。(沿z-方向)在旋转关节3与路面11之间的间距14能够借助在图1中未详细示出的线性驱动器被调节。在图1中，路面11与旋转关节3之间的间距14略微大于车辆顶部13与路面11之间的间距。

如图1所示，供给接触设备8与悬臂6的第二链节5之间的连接可以通过另外的旋转关节7实现。旋转关节7由旋转驱动器71驱动。由此实现的是，接触设备8的各个接触件在朝车辆顶部13下降时能够准确地对准接触设备9的适配的接触件。

图2示出处于工作或运行位置中的车辆充电站1的俯视图，其中，车辆10与充电站1之间的接触已经建立。在图2中通过标记示出停泊位置20。

接收接触设备9通过三个纵长的接触带(正极、负极、接地)构成，所述接触带相互平行并且沿车辆10的纵向延伸的方向位置固定地安装在车辆顶部13上。

在图2中，接收接触设备9不处于中心，而处于车辆10的朝向基础体2的车顶半部上。如图1的视图可知，然而悬臂6还能够通过驱动器31、41、71的适当控制给停泊在车道边缘21左侧的车辆10充电。为此，旋转驱动器31逆时针方向以旋转驱动器71的相应旋转方向向左旋转。线性驱动器41又考虑车辆10与基础体2之前的精确的横向间距。

驱动器31和71构成为电位置驱动器。线性驱动器41同样是与传动装置相连的电位置驱动器。然而还可行的是，驱动器31、41、71气动或液压地运行。

供给接触设备8的各个接触元件能够例如由金属刷构成，所述金属刷借助弹簧被预紧。

接收接触设备9的各个接触元件以条带或金属板的形式构成，并且嵌入由电绝缘体制成的接触板中。在接触板中的嵌入可以这样完成，即，金属板从板面中略微突出。

本发明的主要优点在于，在车辆顶部上不再需要带有活动部件的受电器。这节省了重量而且是维护友好的。

尽管本发明通过上述优选的实施例被详尽地阐释和描述，然而本发明并不局限于公开的实施例。本领域技术人员也可以由此推导出其他的变型方案，只要不离开本发明的保护范围即可。

这样，显然接触件的数量不局限于三个，而是可以包括多个接触件。

悬臂6可以具有多个可线性活动导引的链节。

还可以考虑的是，在基础体2上布置多个悬臂6，所述悬臂分别设有供给接触设备。

接收接触设备9在车辆10上的位置固定的安置可以与车辆轮廓齐平，或者在相对于车辆顶部或车辆侧壁平行延伸的平面内进行。

显然，示出为矩形的接触件也可以具有不同的几何形状。

附图标记清单

1 车辆充电站

2 基础体

3 第一旋转关节

4 第一链节

5 第二链节

6 悬臂

7 第二旋转关节

8 供给接触设备

9 接收接触设备

10 车辆

11 路面

12 基础体2与车辆10之间的间距

13 车辆顶部

14 间距

15 控制单元

16 车辆位置检测装置

17 蓄能器、电池

18 箭头(摆动运动)

19 箭头(线性运动)

20 停泊位置

21 车道边缘

22 线性导引部

31 第一旋转驱动器

41 线性驱动器

71 第二旋转驱动器