用于在充电站为电动车辆充电的充电设备的制造方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及一种用于在充电站为电动车辆充电的充电设备，具有在充电站侧的第一充电模块和在车辆侧的第二充电模块，这些充电模块具有能够相互连接的电接触件，充电站具有自动馈送装置，通过该馈送装置的操作能够使充电站的电接触件与电动车辆的电接触件相连接。
【背景技术】
[0002]对于在充电站对电动车辆的动力电池进行反复充电已知的是触点连接的设计，其中充电电流通过电力电缆和接插件连接装置被引向车辆，同样公知的也有无接触的设计，其中充电电流通过感应的路径从充电站侧的变压器绕组传送到车辆侧的变压器绕组。
[0003]感应的充电设备在一般的情况下可以实现舒适的充电，因为无须相互间的电接触连接并且能够通过自动装置实现变压器绕组的彼此对应的定位。
[0004]而接触连接式充电装置则在运营中具有特别的经济意义，因为与感应充电设备相比，它们具有更好的效率并由此具有更少的损耗。此外接触连接式充电装置还结构简单并因此而是特别成本合算的。不利的是，电接触元件要相互连接，而这大部分必须手动地通过插接连接件的接插来实现。
[0005]在德国公开文件DE102009010120A1中公知一种充电装置，其具有自动馈送装置，用于连接接触件。在该充电装置中必须将电动车辆精确地对充电站定位，以使接触件能够接合在一起。在该文献中建议，类似于在洗车机上那样将车辆设置在可以纵向和横向移动的传送带上，通过例如光学的辅助手段，将车置于其电接触件与充电站的配对电接触件相对应的位置。
[0006]在DE102009010120A1中描述了，充电站的杆状电接触件的末端部分横向屋顶式地构成并与待充电的电池系统的接触件的倾斜的引导面相接触。此外还建议，充电站的接触件不是完全刚性的，而是应该尽可能地弹性弯曲，使得它们即便是在连接方向上有小的侧面的偏差的情况下也能够与配对接触件相接触。
[0007]总之具有可电动连接的接触件的充电设备在实际的实现中不是没有问题的。通过机械设备的电接触件的连接要求非常精确地识别待连接的接触件的位置、接触件彼此间的精确的机械定向和在连接和分开插接连接时“精致感知”的行为，以及要避免损伤和磨损电接触件。特别是要保证，接触件在连接时彼此准确地相互对齐，以使它们不会彼此倾斜。符合这些要求的充电设备，大都需要较高的技术和经济上的成本。
【发明内容】
[0008]因此本发明要解决的技术问题在于，提出一种为电动汽车充电的充电设备，其具有相对简单的和成本低廉的结构并实现了可靠的和特别是磨损小的电接触件连接。
[0009]本发明的目的通过下述方式来实现:充电站设有自动定位装置，用于使第一充电模块与第二充电模块连接，并且第一和第二充电模块的接触件可以在不需要克服彼此之间的接触力的情况下彼此相接合。
[0010]如果说DE102009010120A1中建议的充电设备仅带有电动运动的接触件，本文中描述的根据本发明的充电设备则还附加地使包含接触件的充电模块能够彼此间定位。而且两个充电模块的接触件无需克服接触力而能够彼此连接。直到接触件相接合之后在才在接触件之间产生机械的、被释放的弹簧元件的接触力。
[0011]由此使接触件的自动接合过程变得特别简单和可靠。这种不需要力的接合避免了接触件磨损和如由接触件的倾斜而造成的损伤的风险。然而在连接过程的末尾可以实现很强的接触力，该接触力有助于实现充电模块之间的很好的电气连接。
[0012]优选可以通过居中装置或/和通过在至少一个充电模块上的定位元件来支持充电模块相对于彼此的精确定位。
[0013]特别有利的是，在接合后使充电模块机械地相互锁定，以保证在电接触件连接期间充电模块也能精确定位。
【附图说明】
[0014]以下借助附图进一步解释本发明。图1到4中分别示出第一和第二充电模块，即:
[0015]图1示出没有连接的单个模块，
[0016]图2如图1，其中第二充电模块以打开的方式示出，
[0017]图3示出部分接合的状态，
[0018]图4示出完全接合的状态，
[0019]图5到图8示出在第一和第二接触件接合的过程中的各个阶段。
【具体实施方式】
[0020]图1示出在充电站为电动车辆充电的第一和第二充电模块I，2，其中，充电模块I，2为没有连接的独立的单件。第一充电模块I是未示出的充电站的组成部分并能够通过自动定位装置在三个相互垂直的方向(在此由通过标记X，y, z标识的方向箭头表示)上移动。在此，同样在图中没有示出的定位装置识别(例如通过相机传感器)设置在电动车辆上的第二充电模块2的位置并通过多轴执行器对第一充电模块I相对于第二充电模块2进行定向，该执行器例如可以实施为机器人臂，从而使得在此之后充电模块1，2以及设置在它们上的接触件3，4(图5到图8中示出的)的接合成为可能。
[0021]具有盒形形状的充电模块2设置在电动车辆的车体上。优选的安装位置是在前保险杠后面的区域中，优选在牌照的后面，以及在电动车辆的下面。当然将两个充电模块1，2在垂直方向上相互连接并不是必须的；替代地还可以使充电模块1，2相互对准，使得能够在水平方向上或者其他任意的方向上实现连接。
[0022]充电模块1，2的连接通过两个针状的定位元件5来支持，这些定位元件可以分别与力传感器或者第一充电模块I外壳中的开关相连接。两个充电模块1，2彼此平行地取向，由此使第二充电模块2的外壳基本上同时触碰两个定位元件5。因为两个定位元件5间的距离仅比第二充电模块2的外壳的宽度稍小一点，通过同时与定位元件5接触还能够确保第二充电模块2在X方向上近似居中地朝向第一充电模块I取向并因此使定位装置能够引导两个充电模块1，2的连接。
[0023]在连接过程中通过由第一充电模块I伸出的居中元件6对两个充电模块1，2进行更加精确的定位，在这里居中元件由主体和两个斜面组成的接触面7构成。替代地，居中元件例如可以具有锥形的主体。
[0024]如图2到4所示出的，在第二充电模块2的外壳内构造有两个引导柱8，这两个引导柱在充电模块1，2接合的过程中贴靠在居中元件6的接触面7上。
[0025]由此两个充电模块1，2在它们连接的过程中通过使第一充电模块I运动的定位装置首先通过定位元件5在Y方向上、其次通过居中元件6和引导柱8在X方向上精确地相互对齐。两个充电模块1，2在Z方向的相互靠近以及在此之前实现的充电模块1，2的相对于彼此的靠近同样通过定位装置实现并且尤其是能够通过光学传感器来支持。
[0026]第二充电模块2的外壳具有保护盖9，该保护盖在优选通过居中元件6附加第一充电模块I时自动打开。
[0027]在附加过程结束时两个充电模块1，2处于在图4中呈现的位置。在最后一步两个充电模块1，2的外壳机械地相互锁紧。这尤其是可以这样实现:在第一充电模块I上的执行器将设置在居中元件6上的插销10与在第二充电模块2上的、在此不可见的插销孔形状配合地相连接。由此使两个充电模块1，2相互精确地对齐并且机械地相互固定连接。
[0028]现在，相互锁定的充电模块1，2使得在第一充电模块上的第一接触件3和第二充电模块2上的第二接触件4能够相互连接，而不需要使充电模块1，2彼此相对移动。反之，直到接触件3，4锁紧之前使充电模块1，2尚不彼此作用是具有优点的，因为这样的话充电模块1，2的定位、对准和锁紧都能够非常有利地在没有通过接触件3，4的机械影响的情况下实现。
[0029]第一充电模块I具有两个接触孔17 (在图1到图3中可以看出)，第一接触件3可以通过电机驱动从这些接触孔中驶出。