WO2010060720A2 - Method for automatically charging full-time or part-time electric vehicles, and arrangement for establishing a charging contact - Google Patents

Method for automatically charging full-time or part-time electric vehicles, and arrangement for establishing a charging contact Download PDF

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    • Y04S30/14Details associated with the interoperability, e.g. vehicle recognition, authentication, identification or billing

Definitions

  • the invention relates to a method for the automatic charging of fully or partially electrically operated vehicles by means of autonomous vehicle movement and an automated charging process, and associated devices and arrangements for charging a power storage of electrically operated road vehicles.
  • the share of fully or partially electrically powered vehicles in the total number of vehicles will increase.
  • a crucial task is efficient and convenient battery charging.
  • the battery charging requires residence times / charging times by manually connecting the vehicle to an external power source at certain charging locations.
  • the charging contact between the charging station and the vehicle is made by manually plugged cable connection.
  • electric vehicles usually have sockets on the vehicle, comparable to the usual filler neck of vehicles. The driver manually connects the vehicle sockets by cable to the power sockets or fixed power cables at the charging locations.
  • the cables for the normal shop overnight at the place of residence or during the day at the place of work differ from the cables and connections for fast loading while resting on motorways with correspondingly high required current protection.
  • the presence of people is required to initiate the charging process and perform. This leads to the fact that the charging process can be complicated and cost-intensive.
  • the invention has for its object to mitigate or avoid one or more disadvantages of the prior art.
  • the object is achieved on the procedural side by providing a method for the automatic charging of fully or partially electrically operated vehicles, characterized in that: a) a vehicle is used, which is equipped with: i) sensors for environmental detection, navigation and collision avoidance; ii) a vehicle controller for self-propelled driving of the vehicle; iii) a charging system for electrically charging the vehicle and vi) at least one charging contact operatively connectable to at least one charging contact of the charging station at the charging location; b) a loading location is used, which is equipped with at least one charging station, which has at least one charging contact, which is designed to be functionally connectable to a charging contact of a vehicle to be charged; c) the vehicle starts at any starting point in a transfer area; d) the vehicle automatically controls a selected loading location; e) there is a charging contact at the selected charging location between the vehicle and the charging station of the charging location; f) the vehicle leaves the loading location on its own and moves to a selected takeover area.
  • the object is achieved by providing an arrangement for producing a charging contact of fully or partially electrically operated road vehicles, comprising a) an electrical contact, which is functionally connected to a power storage device of a road vehicle; b) an electrical contact operatively connected to an external power source; c) a leading guide, which is formed such that the two electrical contacts are at least laterally aligned with each other, so that it is directed to a
  • a positioning aid for the road vehicle which is designed such that the road vehicle is fixable in a direction of travel, wherein the two electrical contacts are so functionally interconnected by entering the fixed position, that a charging contact is formed and the power storage of the road vehicle on the external power source can be charged.
  • the fully or partially electrically operated vehicles for example road vehicles, include modern vehicle and drive technologies, such as pure electric vehicles and all hybrid variants, which operate with power stores, batteries, accumulators of appropriate capacity and drive at least temporarily or in parallel. These may be, for example, cars, vans, trucks, commercial vehicles and / or buses.
  • the vehicles have sensors for environmental detection, in particular for determining their own position. Furthermore, the vehicles have sensors for autonomous vehicle navigation, which allow an autonomous self-controlled driving of the vehicle, as well as sensors for distance and free space measurement, which are used for collision avoidance.
  • sensors for autonomous vehicle navigation which allow an autonomous self-controlled driving of the vehicle, as well as sensors for distance and free space measurement, which are used for collision avoidance.
  • camera and laser-based measuring principles supported by in-vehicle odometry methods in the outdoor and indoor area, can be used, and in the outdoor area additionally supported by satellite-based position determination. Corresponding technologies are known to the person skilled in the art.
  • the vehicles have a vehicle control which allows an autonomous, self-controlled movement of the vehicle.
  • vehicle control systems are already known to the person skilled in the art and are described by way of example in DE 102005029336 A1.
  • the vehicles have a charging system for electrically charging the respective vehicle's own storage system.
  • This charging system is functionally connected to charging contacts, which are arranged on the vehicle so that the charging contacts are accessible.
  • the charging contacts are formed so that they can be functionally connected to at least one charging contact of the charging station at the charging location and there is a charging contact, which allows the loading of the on-board storage system.
  • a charging location which is equipped with at least one charging station, which has at least one charging contact, which is designed to be functionally connectable to a charging contact of a vehicle to be charged.
  • the charging contacts are designed in such a way that a charging contact is made, which allows charging the vehicle's own storage system.
  • the thereby coming charging contact between charging station and vehicle can be designed galvanic or inductive.
  • the charging contact at the charging location can be formed in a punctiform manner at a location or linearly along a travel path or travel path section.
  • the charging contact between vehicle and charging station can be made automatically or on instruction after reaching the charging station.
  • the charging contact can be released automatically after the charging process or on instructions.
  • the charging contact between the vehicle and the charging station can be produced by automatically extending the charging contacts of the vehicle during and / or after reaching the charging station and connecting them functionally to the charging contacts of the charging station.
  • the charging contact with the vehicle can also be produced automatically by sensorically controlled robotic contacting on the part of the charging station, wherein the charging contact of the vehicle is detected by sensors and the kinematics for contacting is controlled accordingly.
  • the loading location may be designed to have one or more loading or waiting lines.
  • Several vehicles can be accommodated on a loading or waiting line.
  • the loading line or waiting line is designed so that it has a starting position and an end position, the self-controlled vehicle annd the starting position, then autonomously self-controlled up to the front vehicle to a first minimum distance and then each up as long as the sensory distance to the front vehicle until the End position of the line is reached.
  • the vehicle can start at an arbitrary starting point in a transfer area.
  • a transfer area can be any area that is situated in such a way to the loading location used that the vehicle to be loaded can reach the selected loading location with autonomous, self-controlled travel from the transfer area.
  • the transfer area is thus a virtually defined area that can vary and may depend, for example, on the vehicle type and / or state of charge.
  • the transfer area is the area where the driver stops the vehicle before charging is initiated.
  • the driver can leave the vehicle. There, the driver gives the direct control of the vehicle.
  • the transfer area is not loading location at the same time.
  • the vehicle now steers autonomously and self-controlled to a selected loading location.
  • Systems that allow such self-propelled travel of a vehicle from a viewpoint to a particular destination using the given road and road conditions and avoiding collisions and safety hazards are known to those skilled in the art.
  • sensors of the vehicle are used.
  • the selection of a loading location which is approached by the vehicle self-controlled according to definable criteria.
  • the charging location is preferably determined in accordance with the charging requirement, the defined dwell time and / or the vehicle parameters. Arrived at the charging location, the vehicle moves self-controlled in a loading position relative to the charging station of the charging location, so that a charging contact is formed. At the selected charging location there is a charging contact between the vehicle and the charging station of the charging location.
  • a charging contact can be formed for example by driving or starting from the automatic movement out.
  • the contact can be made for automated conductive or inductive charging of the vehicle by the vehicle, for example by driving on contacts or by extending contacts on the floor of the vehicle in the direction of the floor surface to secure punctiform or linear formed safe konduk- tive or inductive Power supply facilities of the charging stations and their surcharge for loading.
  • the production of the contact for automated conductive or inductive charging of the vehicle is carried out by control commands of the charging station in which a robotic device on the charging station, the connector or the contact location sensory determined and the contact by mechanical movement conductively or inductively produces and according to instruction of the control accordingly solves. With this solution structurally different charging contacts and different contact locations can be handled.
  • Upon instruction of the vehicle control takes place after the charging process, the shutdown and the release of the conductive or inductive contacts of the charging station.
  • the charging contact may be, for example, for a predetermined or indefinite period or on demand.
  • a takeover area can be any area that is located at the loading location used in such a way that the loaded vehicle can reach the selected takeover area in the case of autonomous, self-controlled travel.
  • the basically selectable transfer area is thus a virtually defined area which can vary and may depend, for example, on the type of vehicle and / or state of charge.
  • the takeover area is the area which the driver specifies in order to receive the vehicle again.
  • the transfer area is preferably not the same loading location.
  • the driver can board the vehicle again. There, the driver regains direct control over the vehicle.
  • the vehicle can independently leave the loading location and start a selected transfer area.
  • the method according to the invention can be configured such that either the transfer area or the transfer area or both the transfer area and the transfer area are not loading location at the same time.
  • the charging location and the vehicle used may each have a communication interface that allows preferably direct communication and preferably direct data exchange between the vehicle and the charging location, wherein the communication may be radio, mobile, optical, cable, RFID or the like.
  • the communication interface of the vehicle and the charging location can be configured such that communication with different charging locations and / or with different vehicles is possible.
  • the loading location may have a loading location system and / or the vehicle used may comprise a loading assistance system.
  • the power storage of the vehicle with consent and within the requirements of each current order can also be used as a power buffer of network energy by a Ladeortsystem according to the current availability decides when and how long when existing charging or network contact down or uploaded to the respective vehicle, ie whether electricity is taken from the grid or fed into the grid. The execution takes place over the vehicle charge control.
  • the present invention also relates to a location system, comprising: a) a transmitting and receiving unit allowing communication with a charging assistance system according to the invention; b) a storage unit; and c) an arithmetic unit that recognizes incoming data of a charging assistance system, charges and outputs a result that may consist in data that is returned to the charging assistance system or transmitted to a charging station.
  • the charging system according to the invention may additionally comprise a guidance control which can functionally communicate with a vehicle control for the self-controlled driving of a vehicle to be loaded in such a way that the vehicle is guided to a selected charging location.
  • a loading location can also consist of one or more loading lines.
  • linear charging stations charging lines in sections or continuously from transfer points to takeover locations are available at loading locations.
  • Charging lines can be punctiform or linear charging contacts.
  • a vehicle can stop on a loading line and load while standing, eg for the advantageous procedure according to the invention: moving up to the fore vehicle, stopping, lowering the charging contacts, switching on, charging, switching off, lifting the charging contacts, driving on, etc. This automated process is both at fixed punctiform charging contacts as well as any virtual loading positions on loading lines usable.
  • the automated charging of fully or partially electrically powered vehicles can also be carried out while driving, wherein the vehicle is automatically guided while driving from a transfer area in the vicinity of a loading location to the appropriate loading line by precise sensor-controlled navigation, i. automatically engages on the loading line and autonomously precisely guides and loads it autonomously along the loading line at a controlled speed using sensor-controlled guidance along the load line and tracks it after loading or at the end of the loading line
  • Transfer area is taken over by the driver while driving again.
  • the loading may be carried out on loading lines along designated road sections, e.g. in urban areas, e.g. for the delivery, bus or loading locations for the quiescent traffic on connecting roads, access roads in slow speed, on suitable roads, also on depots, factories, logistics yards, etc. done.
  • designated road sections e.g. in urban areas, e.g. for the delivery, bus or loading locations for the quiescent traffic on connecting roads, access roads in slow speed, on suitable roads, also on depots, factories, logistics yards, etc. done.
  • Loading while driving may take place on suitable road / motorway / loading lanes equipped with appropriate charging infrastructure and on which the vehicles can be automated by means of automated, reliable lane guidance with a nominal travel / loading
  • the invention also relates to a charging assistance system comprising: a) a transmitting and receiving unit allowing communication with a charging site system according to the invention; b) a display unit on which the user data is visually and / or acoustically displayed; c) an input unit with which the user can enter data into the charging assistance system; d) an arithmetic unit which selects loading locations taking into account predefinable parameters.
  • the charging assistance system according to the invention may be characterized in that a specification can be set via the input unit, in particular a time specification for which the vehicle is to be at a specified pickup location and / or a range specification which is at least achievable after the charging process has been completed.
  • the charging assistance system according to the invention can be configured in such a way that vehicle parameters, in particular vehicle dimensions, type, charging contact type, state of charge and / or desired residence time can be communicated to a charging location system.
  • the charging assistance system offers the option of "transfer" to the driver during the journey in the transfer area of existing loading points, lines, if desired or measured loading demand, which the driver can then confirm Charging line, loading lane, eg a position on the loading lane itself, whereby the start of the loading location, the loading lane, is signaled to the driver or, for example, the vehicle is in the fast lane of a loading lane with loading line from which it is autonomously self-controlled after transfer from the movement
  • the vehicle is then advanced to loading by the vehicle control through precise sensor-controlled navigation and with a nominal cruising speed for charging and regulated charging contact production at the intended guideline speed until handover hrt, preferably from the beginning to the end of a load line of a road section or of the time of a driver's decision to handover to a load line of a road section until the decision of the operator to acquire.
  • the driver At the end of loading lines the driver is signaled the end of the loading line and the takeover is offered.
  • the takeover area is then the automatic tracking at top speed after the end of the loading line, on which the vehicle is automatically continued until it is taken over by the driver. If the driver does not take over the vehicle and leaves the vehicle, the vehicle will continue to be automatically tracked, possibly to the next loading lane section with loading line and then preferably with automated transfer.
  • the loading assistance system includes the exact coordinates of the loading locations, loading lines, beginning and end of the current or next loading line, as well as the coordinates of the waypoints, the loading direction speed, local feed data and the environment characteristics for precise vehicle localization within the meaning of the invention as world model data (from the loading location system and / or Ladeassistenzsystem) as target data available. From their comparison with the constantly sensory determined position data from the environment characteristics and the vehicle data as actual data and in knowledge of the own driving geometry is the Steering angle control and the speed control of the vehicle calculated and given to the vehicle control for precise navigation and tracking.
  • the invention also relates to a charging system comprising a charging system according to the invention and a vehicle-side charging assistance system according to the invention, which are so functionally coordinated with each other that preferably direct communication between a charging point system and a charging assistance system is possible.
  • the invention also relates to a vehicle with a complete or partial electric drive, comprising a charging assistance system according to the invention.
  • the invention also relates to a charging location which is equipped with at least one charging station, which has at least one charging contact, which is designed to be functionally connectable to a charging contact of a vehicle to be charged and which is an inventive
  • the vehicle in the transfer area of a loading location can communicate the charging requirement, the state of charge and the vehicle / charging parameters to the charging point system via the charging assistance system.
  • the loading location system or the charging assistance system can accordingly determine a suitable charging station.
  • the Ladeort- system can then, according to the selection of the loading location, communicate the navigation data to the vehicle, as a prerequisite for autonomous startup of the charging station.
  • the driver may agree to the handover of the vehicle control to the guidance control of the location system, preferably by closing the vehicle.
  • the loading location system then takes over the control of the vehicle and the vehicle is thereby in the autonomous mode.
  • the vehicle can then travel autonomously from the vehicle controller to the charging station determined by the charging system for the vehicle, taking into account the specifications of the pilot control. After loading or after expiry of the dwell time or after a call or at the direction of the control system, the vehicle autonomously leaves the charging station and drives independently to the desired takeover area of the loading location. With takeover by the driver in the transfer area, the loading location system via the main control system exits control of the vehicle control and the vehicle leaves the autonomous mode.
  • the driver can notify the loading location system of a planned, estimated, and / or desired dwell time and / or a planned time of transfer before or during the transfer.
  • the loading site system can cost-effectively optimize the loading process.
  • the loading location system can select a suitable charging station or else a waiting station or a maneuvering or moving of the vehicle via the guidance control on the basis of the charging requirement, the requirements, the time conditions and / or the vehicle parameters and charging parameters and optimize the charging process in accordance with the task.
  • the driver may at any time conduct a dialogue with the charging point system, preferably via a charging assistance system of the vehicle charging system and / or directly or indirectly, for example via a terminal or a dialogue interface in the vicinity of the charging location or via mobile terminals from any distance to the charging location.
  • the driver can query at any time at least the current state of charge or the range available with it via the charging system or directly from the charging assistance system.
  • the driver can influence and / or change the dwell time or takeover time at any time via communication with the loading location system and indirectly with the charging assistance system.
  • the loading location system can set the loading process for it and, in particular in case of immediate early recall of the vehicle, inform the driver about the consequences, for example about the current state of charge and the current range available therewith.
  • the communication interface and communication protocol of the charging system between the cargo location system and the vehicle's charging system may be designed to be location independent, that is, the instructions, data exchange, and / or commands of the location system are clearly understood by each vehicle.
  • the location information transmitted for each vehicle is understandable for the purpose of being able to unambiguously determine its own vehicle position at any time, to be able to communicate with the location system and to use it for automatic navigation.
  • the driver can then hand over the vehicle control to the loading location system and its master control in authorized manner, so that then the communication and / or any data exchange between the vehicle controller and the loading location system is authorized.
  • the charging contact can automatically be made to charge the battery of the vehicle, by the vehicle charging system and / or by the charging system or on the instructions thereof.
  • the charging contact can be released automatically after loading.
  • the charging contact can be galvanic or inductive.
  • the vehicle can be measured for safety by taking over the loading location system, in order to determine if necessary differences of the current dimensions with the communicated vehicle parameters. It can be determined sensory, whether Persons, living beings or dangerous goods, as far as they can be detected by sensory means, in or on the vehicle.
  • the vehicle control system has access to the steering, braking, and accelerator actuators, the so-called drive-by-wire technology required for autonomy and assistance functions.
  • the vehicle control is used inter alia. for infrastructure planning, control of driving behavior.
  • the vehicle charging system is used inter alia. for controlling the charging, as well as for controlling the charging contacts.
  • the vehicles are also equipped with a communication system with transmitting and receiving unit for preferably direct communication with the Ladeortsystem.
  • a charging assistance system serves as a man-machine interface in the vehicle for dialogue with the driver, in particular the interactive display of the vehicle and charge status, the respective range, as well as the navigation information and the dialogue with the loading location system.
  • the charging locations with charging point system comprise at least one charging station and can have charging areas with the arrangements of charging stations and / or charging lines adapted to the respective local conditions.
  • the charging assistance system informs the driver in the vehicle about the state of charge and the remaining range of the vehicle.
  • the driver can be reached with available charging locations with available free charging stations along the route.
  • the driver decides which charging location to charge the power storage unit he would like to select and then receives the navigation information with which he is guided to a transfer area of the selected charging location.
  • Facilities with loading locations such as rest areas, shopping centers, etc., can provide their position data and loading location data, the map data of the navigation systems.
  • the driver can, in dialogue with the charging assistance system of the vehicle for optimized charging, determine the estimated length of stay or the desired takeover time, the minimum range to be loaded and / or the desired charging mode.
  • the requirements are communicated to the loading system by the charging system of the vehicle charging system.
  • the site system sends a confirmation / offer as a response.
  • the offer can be used as a reservation of the charging station at the place of loading.
  • the driver confirms the offer and thus selects the autonomous mode.
  • the autonomy mode starts after getting off in the transfer area with the locking of the vehicle.
  • the autonomy starts in the transfer area (entrance with driver - arrival of the loading location driverless, autonomous) and ends in the takeover area (approach from the loading point driverless autonomous - exit with driver).
  • the loading location system sends autonomous driving guidance instructions to the assigned charging station and the required navigation data to the vehicle.
  • Lead control is the high-level control, the mission control.
  • the vehicle autonomously starts along a planned route / T theory with autonomous control and autonomous collision avoidance in the direction of charging station, either directly to the specified charging station or via predetermined intermediate stations, possibly with implementation and after charging, if necessary via waiting position or holding pattern.
  • the vehicle autonomously arrives at the desired takeover area. Opening the vehicle with the key / key / driver identifies the autonomous mode. The driver takes over the loaded vehicle.
  • the optimization of the charging process depends on the degree of expansion of the charging location infrastructure, the functionality and number of available charging stations and the demand, i. the associated best possible coordination of the needs of all vehicles at the place of loading.
  • the optimization in the interest of the customer then provides a quality feature and a
  • Request changes of the desired takeover time are possible at any time via remote call or directly on site via mobile telephony, and / or via the Internet or via service terminals. These changes may lead to changes in the charging process, according to the remaining dwell time or the available remaining charging time and lead to the calculation of the consequences of the changes in the expected state of charge and the expected range with a corresponding message to the driver in the dialog with a request for confirmation , As a rule, the goal remains that a full load and thus maximum range is available at the time of takeover.
  • the driver Upon handover, the driver receives the authorized communication access to the charging point system for the purpose of querying the state of charge and range and, if desired, further operating and charging data of the own vehicle, for changes or call of the vehicle.
  • the loading site system receives the communication access to the mobile terminal of the user for optional completion notification of the loading process.
  • the driver can specify a desired new takeover time, as far as this is feasible.
  • the driver is notified of the earliest possible time of takeover, ie the time is calculated which the vehicle may need to shut down, undock and return to the takeover area, and from this the driver is calculated the time of arrival in the takeover area.
  • the driver may also change to load at the earliest possible time a desired range (possibly with appropriate reserve), for example 100 km plus 10%, whereupon the charging system will, if necessary, schedule a fast charge for the differential charge and the driver the earliest possible takeover time calculated. If the driver accepts, the site system changes the procedure accordingly.
  • a desired range possibly with appropriate reserve
  • the design of the charging contacts may differ structurally.
  • a standard for charging systems is desirable but not yet available. Differences result from different functionalities such as fast charging with heavy current, normal charging with household electricity, from different standards, manufacturer standard, constructive arrangements / designs on the vehicle.
  • Different charging contacts on vehicles can be treated on the one hand by universal charging stations or by the assignment of specialized charging stations by the charging point system. With the automated solution according to the invention, this problem remains invisible to the driver.
  • Heterogeneous charging systems can be integrated by the charging system. In exceptional cases, specialization stations with service personnel may also be useful for handling special cases and incidents.
  • the power storage of the vehicle can be used with consent and in the context of the requirements of the current current order as a cache of network energy by the control of the charging point system according to power availability decides when existing charging or network contact, when and how long for the respective vehicle down or uploaded, ie whether electricity is taken from the grid or fed into the grid. The execution takes place over the vehicle charge control.
  • a waiting line in the transfer area preferably has a larger automated organized vehicle distance to facilitate the manual shearing of the vehicle after being taken over by the driver.
  • the automated provision of the vehicle for pick-up by the driver, the pick-up in the desired time window for example, by autonomously moving up the vehicles in a transfer line or loop in the transfer area with a distance of the vehicles comfortable bypassing, boarding, loading and ultimately manual Ausscheren facilitates the vehicle for the driver.
  • the released gap becomes from the still waiting vehicles by autonomously moving up with this distance, again closed.
  • long-waiting vehicles may possibly be made a query to the user and, if necessary, a retraction of the vehicle in the holding pattern. In this case, a reset or react, for example, take place in a circular loop of the vehicle.
  • the opening of the vehicle by the driver to take over from the autonomous mode only in the designated takeover area and in the presence of the authorized driver without access by third parties usually leave only when the vehicle is opened by the driver of the autonomous mode and in the manual mode is transferred.
  • the driver climbs in, loads the vehicle if necessary and leaves the transfer loop in driver-controlled mode, the vehicles provided move up automatically.
  • the uniform communication interface is independent of charging location, freely expandable in its command language with basic commands and understandable for each vehicle, eg drive to location A; Drive to line B; Establish / release charging contact, etc.
  • the entire cargo logistics remain hidden from the driver.
  • the driver-side interfaces and behavior routines remain the same.
  • Premature picking up in blockwise dense arrangement takes place automatically by autonomous conversion of the vehicles eg by means of a maneuvering loop, comparable to a ring buffer.
  • the vehicle in the first position of the line in question drives the loop and drives close to the last vehicle, the other vehicles follow until the desired vehicle has arrived in the first position of the loading line and can leave them.
  • the following vehicles move up and continue charging.
  • An example arrangement as a block with maneuvering loop (s) for the autonomous resorting of the vehicles is shown in FIG. This solution offers high flexibility and efficiency and can be expanded as required.
  • the vehicles are logistically pre-sorted by the loading location system according to the loading order and the planned takeover time.
  • the functional and constructive design of the charging contacts of the respective vehicle requires the choice of the right charging station through the charging point system.
  • the invention also allows for variable organization by the loading location system in that a fully loaded vehicle can also be converted to a place without a charging station, if required, i.e., a full load vehicle. there does not necessarily have to be excess capacity at charging stations.
  • a vehicle for an urgent fast charge is prioritized charged at the corresponding higher normal rate.
  • a vehicle that has been stationary for a longer period of time can be charged at a reduced cost (more cost-effective), possibly at charging stations located further away in space or at other charging locations.
  • decentralized transfer / takeover locations may be distributed as needed near loading locations, e.g. distributed access to shopping centers, i. the place of delivery may be different from the place of takeover, or it may be subsequently changed by the user if the service is offered by the loading system and then organized by the loading site system and the control center.
  • fast full loads of the power storage are usually desirable on the move, often in locations unfamiliar or unknown to the driver, e.g. at motorway service stations, motorways on motorways or highways, also parking garages in cities.
  • the quick charges are required for long distance travel of pure electric vehicles or desirable and ecologically sensible in hybrid vehicles.
  • Fast loading at a service area then takes place, for example, during a driver's break.
  • the driverless autonomous operation of the vehicle then counts not as driving time but as a rest period of the driver.
  • Preferred loading locations are located at or near car parks and / or penthouses, at places of residence, at work places, in inner cities, at shopping centers, restaurants, sports facilities, leisure facilities, tourist or cultural facilities, park & ride facilities, at public Means of public transport etc.
  • the inventive solution allows a uniform, variable and scalable use, can be installed in an individual private area advantageously a minimal loading system, which optionally manages several private charging stations.
  • the private loading point system can also be taken over by the vehicle loading system, if it is, for example, the "home loading place" and the map information of the loading location is stored in the vehicle loading system.
  • the map information is activated.
  • the trajectory to the charging station is calculated, for example, from the transfer area in front of the front door and approached autonomously.
  • the map information can also be stored in the private area with the vehicle sensor system once in the initial manual operation by driving the route from the usual transfer location to the selected loading location (transfer transfer area to loading location and charging stations).
  • the trajectory / the route is calculated on the basis of the map information and the sensory determined current situation, optimized and sensory monitored autonomously driven.
  • This also includes loading sites with multiple heterogeneous "densely packed” charging stations, whereby the spatially separate transfer / takeover areas can be in front of the house door, the lift, in multi garages, underground car parks, etc.
  • the driver drives to his front door, gets out, closes the vehicle door, the vehicle drives autonomously to the place of loading (garage, carport, underground car park, etc.) and charges the vehicle battery overnight.
  • the driver calls or orders the vehicle at the desired time at the front door, the vehicle docks in time at the charging station, drives autonomously in front of the front door, the driver opens the vehicle door and takes over the vehicle.
  • the map information also does not necessarily have to be completely transmitted each time. Changes can then be communicated as an update.
  • the invention is also suitable for an automated car rental or car sharing service of fully or partially electrically operated vehicles as a simplified and convenient interface between public and private transport, including vehicle order (place, transfer area and time) via mobile devices, provision of fully charged electric vehicles in the desired takeover area at exits directly in front of hotels, train stations, airports, etc. and ultimately after individual use return in a transfer area also directly in front of the entrances of the desired destinations without additional shuttle -Service. Then automated startup of a loading location and preparation for the next user. Waiting at charging station possibly also as a current buffer.
  • the loading site system can incorporate the preparation of the vehicle into the automated process, in particular the regular or sensory washing processes, robotic cleaning, automated optical and vehicle inspection.
  • the method according to the invention can be used in urban freight traffic with fully or partially electrically operated vehicles.
  • distribution centers and logistics centers or in customers with multiple loading ramps, the combination of loading and unloading stations and ramps with charging stations makes sense, whereby the start-up of these stations is likewise automated in the same way.
  • the inventive method also provides the flexibility to include equipped with conveyor automated or semi-automated parking facilities / car parks as loading areas of a loading location especially in the inner city area, this involvement is hidden from the user and thus just the previous shortcomings of this automated parking garage technology are eliminated, especially the With the inclusion in the automated solution according to the invention, on the one hand, the above-mentioned deficiencies of such systems are eliminated, on the other hand, upgrading takes place as loading locations in the sense of the invention.
  • the time throughput for the user is improved and waiting times are avoided.
  • the integration is carried out by the master control, preferably with a planned longer shutdown time.
  • charging contacts for automated contacting with the power supply are then provided at the parking spaces.
  • the relevant process sequence eg: control of the conveyor system
  • the relevant process sequence is integrated into the overall process by the control system. For the driver, the entire loading organization is invisible.
  • This variant is particularly advantageous if transfer takeover areas of the loading locations are placed directly in front of the entries / exits of the respective destinations, e.g. before home, hotel, company entrance etc. and thereby at least a short-term autonomous drive in the public up to the entrance into the loading areas and after the loading takes place back.
  • a larger free space around the vehicle is secured in the transfer takeover area than in the space-saving organized loading areas. This also facilitates getting in and out as well as loading and unloading.
  • the driver drives in public transport to his entrance (underground car park, parking garage, vehicle lift, etc.), at his place of residence, place of work, hotel / motel, CarSharing place, car rental service, etc. These are in particular places where personal, private or vehicle assigned charging stations exist and where entry and exit, loading and unloading can be done easily and safely.
  • the entrance is here also the transfer area.
  • the driver starts, for example by driver ID, the autonomous mode. In this case, not by closing the empty vehicle from the outside, but by a command from the driver from the inside. The driver and possibly other passengers remain in the vehicle.
  • the autonomous mode takes control of the vehicle and integrates further automated processes in the autonomous approach, for example opening the gates, barriers, the barrier, call lift, select destination floor, etc.
  • the vehicle navigates autonomously to the charging station, docks , the contacts are closed and the loading is released on the contact side.
  • the driver starts the charging process from his charging assistance system in the vehicle, if necessary with desired specifications or with his remote control or a mobile terminal from the inside or outside.
  • the network connection is made to charge and charged according to specification or program, the battery or vice versa fed power from the battery into the network.
  • An immobilizer may be activated while charging.
  • One or more doors can be opened and closed during the charging process, for example for independent loading and unloading, as well as for getting in and out.
  • the vehicle can be loaded, for example, in peace before the departure time and parallel to the battery charge to take place immediately before take-off.
  • the solution is advantageous for all users whose charging stations are also exit / entry and / or loading and unloading in protected, secure, roofed areas, but are difficult and uncomfortable to approach manually. It is particularly advantageous for elderly and / or disabled people and if e.g. the parking space for loading (the charging station) is on the same level as the apartment or directly next to or in the apartment.
  • the automated process can be designed so that an intermediate stop is used, ie. autonomous drive with driver from the transfer area (entrance) to the exit and unloading point, autonomous onward journey without driver to the charging station and docking with automated loading, call after loading and autonomous driving without driver to the entry and loading point, autonomous onward journey with driver up to the takeover area (Exit) and assumption of responsibility by the driver.
  • an intermediate stop ie. autonomous drive with driver from the transfer area (entrance) to the exit and unloading point, autonomous onward journey without driver to the charging station and docking with automated loading, call after loading and autonomous driving without driver to the entry and loading point, autonomous onward journey with driver up to the takeover area (Exit) and assumption of responsibility by the driver.
  • the autonomous function according to the invention eliminates the need for the driver to regularly search for a free and suitable charging station with corresponding driving and pedestrian paths and the risk of docking at charging stations, especially in the case of space-saving, dense arrangements of charging stations
  • An important advantage in this context is the avoidance of damage by the automated solution according to the invention, in contrast to the constant "manual" approach of charging stations (parking) in narrow Parking garages either with self-caused damage or with damage in conflict with other road users to vehicles, persons or the infrastructure. This will especially benefit older road users, who are particularly dependent on mobility and who are virtually predestined as users of electrically powered vehicles.
  • the inventive arrangement comprises a contact set for e-vehicles, in particular a convenient, inexpensive, retrofittable solution especially for the private sector, a lightweight vehicle-side contact set for mounting on the vehicle, and a compact contact sets on the Charging station for mounting, for example, in the garage.
  • a charging contact between an electrical contact, which is operatively connected to a power storage of a road vehicle and an electrical contact, which is operatively connected to an external power source made.
  • the term contact is to be understood as meaning an arrangement of electrically conductive materials which, when two such matched contacts are connected, allow a current flow from one contact to another contact, which is suitable for charging a current memory which is functionally connected to one of the contacts provided by a power source operatively connected to the other of the contacts.
  • a contact according to the invention may comprise a plus pole and a minus pole for direct current or poles for alternating or three-phase current and possibly further conductive connections or also an inductive contact.
  • the electrical contacts of the road vehicle and the external power source are designed so that when forming a charging contact, an electrically conductive connection is formed between the power storage of the road vehicle and the external power source.
  • These can be galvanic or inductive contacts.
  • the contacts may be designed, for example, as plates, loops, plugs or in any other way that allow the formation of a stable charging contact.
  • the two contacts are matched to one another such that they are in a kind of key-lock relationship, knife-sheath relationship or male-female relationship. They can also be comb-like and / or knife-shaped coordinated.
  • a charging contact between the two contacts can be made for example by that the contacts enter each other, drive towards each other and / or pressed against each other.
  • the force necessary to form a charging contact can be provided, for example, by the movement of the approach of the road vehicle into the positioning aid or directly or indirectly by the vehicle weight.
  • at least one contact is brought into a position only by a triggering event, in which the contact is available for the formation of a charging contact.
  • a triggering event may be, for example, the movement of the approach of the road vehicle into the positioning aid or directly or indirectly the vehicle weight.
  • the contacts can be pressed or extended and pressed or extended for retraction or swung out.
  • the contacts of the road vehicle can be mounted on the vehicle floor and a charging contact can be formed by driving on ground contacts or by retracting / pressing of resilient contact connections.
  • the contacts of the road vehicle can also be mounted forward / frontward, laterally / laterally or backwards / backward on the vehicle in the direction of travel, and a charging contact can be formed by retracting / pressing on resilient contact connections.
  • the electrical contacts can be designed such that the contacts retract into one another by the movement of the approach of the road vehicle into the positioning aid and / or ascend one another to establish a charging contact.
  • At least one of the contacts may be resiliently supported, so that a force exceeding a force necessary to form a charging contact can be absorbed and not increased Damage to the inventive arrangement leads.
  • Suitable resilient bearings are known in the art.
  • the inventive arrangement has a leading guide, which is designed such that the two electrical contacts are at least laterally aligned with each other, so that it can come to a directed contact between the two contacts.
  • the leading guide is positioned in the arrangement such that upon entry of the road vehicle in the positioning aid, the two contacts automatically, without manual adjustment, aligned such that a charging contact can be successfully formed.
  • the leading guide may comprise a protruding mandrel and a funnel configured such that the protruding mandrel is insertable into the funnel with either the funnel or the protruding mandrel connected to the road vehicle.
  • a leading guide may comprise, for example, a funnel-shaped guide and a protruding mandrel insertable therein.
  • the alignment (centering) of the two contacts to each other take place in that a self-centering guide (eg funnel-shaped guide, protruding mandrel moves into funnel) centered on the vehicle a spring-mounted contact block of a charging station on the fixed contact block of a road vehicle and thereby the driving tolerances especially in the horizontal, but also in the vertical direction and in the rule compensates only to a small extent in the remaining degrees of freedom.
  • a self-centering guide eg funnel-shaped guide, protruding mandrel moves into funnel
  • the horizontal alignment of the contacts can be achieved via a fork-like lateral guidance of the stationary charging contacts.
  • the contacts can be protected in the non-contacted and / or in the contacted state by covering against contact. Such a protective cover is then removed only to form the charging contact.
  • the arrangement according to the invention can be designed such that the contacts are covered again in the current-carrying state.
  • the free sliding / uncovering / unfolding of the protective covers of the contacts on the vehicle contacts and on the stationary contacts can be achieved, for example, from the movement (approach) by force contact.
  • the arrangement according to the invention has a positioning aid for the road vehicle, which is designed such that the road vehicle can be fixed in one direction of travel, wherein the two electrical contacts are so functionally interconnected by entering the fixed position that a charging contact is formed and the power storage of Road vehicle can be charged via the external power source.
  • the positioning aid can be designed in such a way that at least one wheel of the road vehicle can be fixed forward in one direction of travel and optionally backwards, so that the vehicle can neither continue to roll in the direction of travel nor back.
  • the positioning aid may have at least one wheel stop, a threshold or a parking barrier.
  • the positioning aid may have an easily accessible threshold, which is upstream of a wheel stop, a further threshold or a parking barrier in a direction of travel of the road vehicle and is designed such that a wheel of the road vehicle between the easy to be crossed threshold and the wheel stop, the other Threshold or the parking barrier is fixed, thereby preventing backward rolling of the road vehicle during the charging process is prevented.
  • the positioning aid can be a wheel well.
  • the arrangement according to the invention may additionally comprise a device which is designed such that one or more of the electrical contacts are brought into a position by the approach movement of the road vehicle in the positioning aid, which allows the formation of a charging contact.
  • the device may be designed such that at least one electrical contact is positioned to form a charging contact by the loading pressure of a wheel of the road vehicle and / or the vehicle weight.
  • this device may have a (lever) mechanism, which causes the contact pressure of a wheel of the road vehicle at least one contact extended, swung out, lifted or brought in any other way in a suitable position to form a charging contact. This can be achieved, for example, with a spring bearing surface mounted on one side in front of the wheel stop of the positioning aid.
  • a particular embodiment of the arrangement according to the invention is characterized in that from the movement of the vehicle when starting a charging station of the charging contact is made by the charging contacts at least laterally (horizontally) aligned or centered on the approach by a leading guide and the position is fixed in the direction of travel by a wheel stop.
  • At least one switch can be actuated by the vehicle weight and / or the loading pressure of a wheel, which regulates a release for power connection.
  • the arrangement is designed so that only when correctly positioned by means of the positioning aid road vehicle, with correct vehicle contact and authorized Karland ist a power connection or a network contact can be made.
  • the arrangement according to the invention can be designed so that it is ensured that the road vehicle can only be moved out of the loading position if the power / charging contact has previously been switched off.
  • the arrangement is designed so that an electronic Ladewegfahrsperre ensures that the vehicle can not start / move while mains contact, while still the access to load and unload the vehicle in the state of charge with the normal vehicle key remains permitted (eg for parallel loading and battery charging until just before departure!).
  • the previous description of the invention is based primarily on a mechanical arrangement of the functional elements, which, however, can be realized in an analogous manner completely or in parts electromechanically and or electronically and executed as an arrangement.
  • the mechanical stop for position fixation can also be performed virtually by measuring sensors and position-accurate braking with immobilizer.
  • the leading guide and thus the lateral alignment of the charging contacts to each other can be performed by sensor-guided vehicle control and / or sensory (lateral) control of the contacts.
  • the positioning aid enables a precise positional alignment of the vehicle to the charging contacts and fixation in the longitudinal / driving direction by sensor-controlled or signal transmission controlled braking / starting.
  • An electronic immobilizer ensures that the safe power connection is made only in the contacted state.
  • the contact production can be carried out by sensory triggered and / or controlled extension / swinging / lifting / lowering of contacts, as well as the reverse of the release of the contacts after loading.
  • the arrangement according to the invention may also advantageously be used in whole or in part for the quasi-automated wireless charging of fully or partially electrically powered two-wheeled road vehicles, e.g. for e-motorcycles, e-scooters, e-mopeds, e-bikes.
  • the leading guide and / or the positioning aid can be designed in such a way that the vehicle is also kept in the upright position during loading, e.g. by positive locking or traction in the loading position.
  • the arrangement then replaces the conventional two-wheeled bicycle stand with a new e-charging bicycle stand for charging.
  • the power storage can advantageously be loaded or recharged at stops or on driveways or Fahrwegabschitten, at stops or points as a line section, inductively via coils or conductively via galvanic contacts.
  • the conductive and / or inductive charging stations, lines are automatically controlled by the vehicle (bus) sensor-controlled, so that a sensor-controlled precise alignment of the contacts to each other and a precise positioning on the charging contact, on the loading line is achieved, whereby the inductive charging an improved Efficiency of energy transfer and thus a more efficient charging (faster or higher amount of energy) is achieved, possibly with automated lowering / applying the charging contacts, for example, in the state each lowering to the zero gap and before continuing the lifting takes place.
  • the position of the charging contacts at the stops is arranged in an advantageous manner to the stop, that in addition to the improved efficiency of the store by the automated accurate position starting of the charging contacts, lines also achieved the safe and wear-free dense stop approach, creating a higher level of comfort for passengers level and virtually gap-free entry / exit, an advantageous driver relief by sensor-controlled automated vehicle management and collision avoidance and lower damage costs (eg avoidance of damage to wheels / tires by curb collisions in manual driving) for the operator is achieved.
  • the pallets can each be provided with charging contact, wherein the contact is already made during manual, assisted or automated on / off on pallets and power switching either immediately or at the pallet storage.
  • the power and network connection can be made immediately after the contact. Otherwise, the power is switched on only at the place of storage of the pallet by a second contact making the pallet with the network at the parking.
  • the charging contact production and power connection takes place according to the invention at the parking place of the vehicle.
  • the speed-dependent regulated lowered charging contact is sensory monitored in the direction of travel and the ground clearance regulated to avoid damage (by soil conditions, obstacles), depending on the quality of the road infrastructure and the roadway profile.
  • the present invention also includes a use of an inventive arrangement for producing a charging contact of fully or partially electrically operated road vehicles, wherein the road vehicle can be moved autonomously and / or wherein no person is present in the road vehicle for the production of the charging contact.
  • the inventive arrangement is used primarily for privately reserved charging stations and for regular battery charging and network connection of batteries at home over night or during the day at work.
  • the arrangement can be used for reserved charging stations for rental cars or in CarSharing service, but also as a uniform standard solution in general.
  • the proposed compact design of the arrangement according to the invention provides for charging stations / columns a closed assembly, which is electrically connected by permanently installed cable to the wall station.
  • An adjustment of the zero position of the laterally alignable charging contacts allows the adaptation of the geometric relationships between the wheel and the arrangement of the charging contacts for the relevant vehicle type.
  • Standardization of the dimensions is desirable.
  • the wall station manages and controls the power supply, charging and the power grid connection. So far, the charging stations is removed from the wall stations and connected to the vehicle socket.
  • the assembly of the assembly is preferably carried out as an on-floor mounting, flat on the ground comparable to a bumper in play streets or in the ground embedded or as a pillar in the room or with partial wall mounting e.g. on the back wall in garage or parking garage.
  • Outdoor use driving in charging stations in public areas on car parks with principles comparable to the external sockets with covers.
  • the solution is preferably the quasi-automated charging contact during manual start by individual driver, possibly also with the assistance of assistance systems or by automatic start. By approaching the loading position tolerances are compensated by the device.
  • the quasi-automated mechanical production of the charging contact for charging electric vehicles takes place in particular without additional auxiliary energy, i. quasi-automatic docking at charging stations.
  • the approach can generally, actively driving controlled manually by the driver, pushed or pulled by conveyor or on a sloping plane, rolling at a low speed, comparable to rolling into the garage done, i. the production of the charging contact is made with the remaining kinetic energy from the driving movement to
  • the tolerances of positioning and alignment and the tolerances against different strong starting forces in individual driving style differences are compensated by a guided suspension of the contact holder, which is achieved with a guided suspension and a floating bearing, the lots and the game for centering and tolerance compensation and that after releasing the contact, the return of the stationary charging contacts in the middle zero position takes place.
  • Another advantage is the low-wear guided centering and suspension of the contacts.
  • the protective cover of the contacts on the vehicle and the charging stations are used to protect against splash or rainwater and to protect people, animals, etc.
  • the leading centering guide (e.g., mandrel tip) may also serve to push / unfold protective covers over the contacts.
  • Mains contact will generally remain in operation for the entire service life in order to efficiently charge low-cost renewable electricity or to be optionally available as mains electricity storage.
  • the protected arrangement of the charging contacts on the vehicle floor is preferably suitable.
  • the arrangement of integrated sockets frontally or at the rear of the vehicle to the automated charging contact production described here offers low-cost solutions, but strongly intervenes in the vehicle design.
  • FIG. 1 Schematic representation of a method for charging fully or partially electrically powered vehicles
  • FIG. 2 Schematic representation of a loading location in relation to the transfer / takeover area
  • FIG. 2A Schematic representation of a loading location in relation to the transfer / takeover area with space-saving automated reverse approach
  • FIG. 2B Schematic representation of a loading location in relation to the transfer / takeover area with Ausscher option
  • FIG. 3 Schematic representation of selected automated charging contacts
  • FIG. 4 Preparation of the charging contact of electrically operated road vehicles
  • FIG. 5 examples of charging contacts of electrically powered road vehicles
  • FIG. 6 Example of a positioning aid with a device for positioning a
  • FIG. 7 examples of contacts and leading leadership
  • FIGS. 1 to 3 clearly show the method for charging fully or partially electrically operated vehicles, the display of loading locations in relation to the transfer / transfer area and examples of automated charging contacts.
  • FIG. 4 shows by way of example how a charging contact can be produced by means of an arrangement according to the invention.
  • the road vehicle has a power storage and a contact functionally connected thereto.
  • the vehicle contact is arranged at the bottom of the road vehicle.
  • On the floor there is a positioning aid with an easy to cross threshold and a wheel stop, which are mounted so that the road vehicle can be fixed in a desired position.
  • the contact of the external power source is arranged so that a charging contact can be made between the contact of the road vehicle in the fixed position and the contact of the external power source.
  • the charging process can be initiated, for example, by a command from the driver or automatically by a command of the road vehicle.
  • Fig. 5 various embodiments of suitable contacts of the inventive arrangement are shown by way of example.
  • the contacts can be designed so that they are brought only when needed in a position that allows the formation of a charging contact. This can be achieved, for example, by unfolding and / or unfolding.
  • at least one of the contacts is sprung mounted to dampen an impact of the two contacts each other in the formation of the charging contact and thus to avoid damage to the arrangement.
  • FIG. 6 shows by way of example how a positioning aid can be arranged with a device for triggering the formation of a charging contact.
  • the threshold to be traveled in the direction of travel is connected to a switch, which is triggered when a wheel of the road vehicle has reached the fixed position.
  • a switch can be used to control the initiation and interruption of a charging process.
  • a lever mechanism Between the threshold to be crossed and the fixing wheel stop is a lever mechanism, which, triggered by the reaching of the fixed position by a wheel of the road vehicle, ensures that a contact is brought into a position which allows the formation of a charging contact.
  • Fig. 7 shows an example of how the contacts can be configured together with a leading guide. In each case, a contact and a part of the guide can be structurally connected to each other in the form of a plug or a matching socket.
  • the contacts and the leading-edge guide of the arrangement according to the invention can also be present independently of one another, structurally not arranged directly in one another in a common device.

Abstract

The invention relates to a method for automatically charging full-time or part-time electric vehicles, characterized in that: a) a vehicle is used that is equipped with: i) sensors for sensing the surroundings, navigating, and preventing collisions; ii) a vehicle controller for automatically driving the vehicle; iii) a charging system for electrically charging the vehicle; and iv) at least one charging contact which can be functionally connected to at least one charging contact of the charging station at the charging point; b) a charging point is used that is equipped with at least one charging station comprising at least one charging contact which is designed to be functionally connectable to a charging contact of a vehicle to be charged; c) the vehicle starts at any starting point in a drop-off zone; d) the vehicle automatically proceeds to a selected charging point; e) a charging contact is established between the vehicle and the charging station at the charging point; f) the vehicle automatically leaves the charging point and drives to a selected pick-up zone. The invention also relates to devices associated therewith and to an arrangement for establishing a charging contact.

Description

Verfahren zum automatischen Laden von vollständig oder teilweise elektrisch betriebenen Fahrzeugen und Anordnung zur Herstellung eines Ladekontaktes Method for the automatic charging of fully or partially electrically powered vehicles and arrangement for the production of a charging contact
Technisches GebietTechnical area
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum automatischen Laden von vollständig oder teilweise elektrisch betriebenen Fahrzeugen mittels einer autonomen Fahrzeugbewegung und eines automatisierten Ladevorgangs, sowie damit verbundene Vorrichtungen sowie Anordnungen zur Aufladung eines Stromspeichers von elektrisch betriebenen Straßenfahrzeugen.The invention relates to a method for the automatic charging of fully or partially electrically operated vehicles by means of autonomous vehicle movement and an automated charging process, and associated devices and arrangements for charging a power storage of electrically operated road vehicles.
Stand der TechnikState of the art
Der Anteil vollständig oder teilweise elektrisch betriebener Fahrzeuge am gesamten Fahr- zeugbestand wird zunehmen. Eine entscheidende Aufgabe ist das effiziente und bequeme Batterieladen. In der Regel bedingt das Batterieladen Verweilzeiten/Ladezeiten durch ein manuelles Anschließen des Fahrzeugs an eine externe Stromquelle an bestimmten Ladeorten. Gegenwärtig wird der Ladekontakt zwischen Ladestation und Fahrzeug durch manuell gesteckte Kabelverbindung hergestellt. Elektrofahrzeuge besitzen gegenwärtig meist Steck- dosen am Fahrzeug, vergleichbar den üblichen Tankstutzen der Fahrzeuge. Der Fahrer verbindet die Fahrzeugsteckdosen manuell mittels Kabel mit den Stromversorgungs-Steckdosen oder ortsfesten Stromversorgungskabeln an den Ladeorten. Wobei sich in der Regel die Kabel für das Normalladen über Nacht am Wohnort oder tagsüber am Arbeitsort unterscheiden von den Kabeln und Verbindungen zum Schnellladen während der Rast an Auto- bahnen mit entsprechend hoher erforderlicher Stromabsicherung. Dabei ist grundsätzlich die Anwesenheit von Menschen erforderlich, um den Ladevorgang einzuleiten und durchzuführen. Dies führt dazu, dass der Ladevorgang aufwändig und kostenintensiv sein kann.The share of fully or partially electrically powered vehicles in the total number of vehicles will increase. A crucial task is efficient and convenient battery charging. In general, the battery charging requires residence times / charging times by manually connecting the vehicle to an external power source at certain charging locations. Currently, the charging contact between the charging station and the vehicle is made by manually plugged cable connection. Currently, electric vehicles usually have sockets on the vehicle, comparable to the usual filler neck of vehicles. The driver manually connects the vehicle sockets by cable to the power sockets or fixed power cables at the charging locations. Whereby, normally the cables for the normal shop overnight at the place of residence or during the day at the place of work differ from the cables and connections for fast loading while resting on motorways with correspondingly high required current protection. In principle, the presence of people is required to initiate the charging process and perform. This leads to the fact that the charging process can be complicated and cost-intensive.
Für das Herstellen von konduktiven oder induktiven Ladekontakten bei vollautomatisierten fahrerlosen Transportsystemen, die autonom und präzise an die Ladestation fahren sind spezielle Lösungen bekannt, wie die Option des Ladens über Bodenkontakte. Die Fahrzeuge können auf Grund ihrer automatisierten Spurführung und den fest montierten Ladekontakten auf ihren festgelegten Fahrwegen die Ladestationen automatisiert und präzise anfahren und den Kontakt automatisiert herstellen. Die Zuschaltung des Ladens erfolgt dann in der Regel durch die Leitsteuerung des Systems.For the manufacture of conductive or inductive charging contacts in fully automated driverless transport systems that autonomously and accurately drive to the charging station special solutions are known, such as the option of charging via ground contacts. Thanks to their automated lane guidance and permanently mounted charging contacts, the vehicles can automate their charging stations on their designated routes and drive them precisely and automatically establish contact. The loading is then usually activated by the control system of the system.
Für Fahrzeuge des Straßenverkehrs sind diese Lösungen so nicht einsetzbar.For vehicles of road traffic, these solutions are not applicable.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde einen oder mehrere Nachteile des Standes der Technik zu mildern oder zu vermeiden. Erfindungsgemäße LösungThe invention has for its object to mitigate or avoid one or more disadvantages of the prior art. Inventive solution
Die Aufgabe wird verfahrensseitig gelöst durch Bereitstellung eines Verfahrens zum auto- matischen Laden von vollständig oder teilweise elektrisch betriebenen Fahrzeugen, dadurch gekennzeichnet, dass: a) ein Fahrzeug eingesetzt wird, das ausgestattet ist mit: i) Sensoren zur Umgebungserfassung, Navigation und Kollisionsvermeidung; ii) einer Fahrzeugsteuerung zum selbstgesteuerten Fahren des Fahrzeugs; iii) einem Ladesystem zum elektrischen Laden des Fahrzeugs und vi) mindestens einem Ladekontakt, der mit mindestens einem Ladekontakt der Ladestation am Ladeort funktional verbindbar ist; b) ein Ladeort verwendet wird, der ausgestattet ist mit mindestens einer Ladestation, die mindestens einen Ladekontakt aufweist, der mit einem Ladekontakt eines zu ladenden Fahrzeugs funktional verbindbar ausgestaltet ist; c) das Fahrzeug an einem beliebigen Startpunkt in einem Übergabebereich startet; d) das Fahrzeug selbstgesteuert einen ausgewählten Ladeort ansteuert; e) am ausgewählten Ladeort zwischen dem Fahrzeug und der Ladestation des Ladeortes ein Ladekontakt besteht; f) das Fahrzeug selbstgesteuert den Ladeort verlässt und einen ausgewählten Übernahmebereich anfährt.The object is achieved on the procedural side by providing a method for the automatic charging of fully or partially electrically operated vehicles, characterized in that: a) a vehicle is used, which is equipped with: i) sensors for environmental detection, navigation and collision avoidance; ii) a vehicle controller for self-propelled driving of the vehicle; iii) a charging system for electrically charging the vehicle and vi) at least one charging contact operatively connectable to at least one charging contact of the charging station at the charging location; b) a loading location is used, which is equipped with at least one charging station, which has at least one charging contact, which is designed to be functionally connectable to a charging contact of a vehicle to be charged; c) the vehicle starts at any starting point in a transfer area; d) the vehicle automatically controls a selected loading location; e) there is a charging contact at the selected charging location between the vehicle and the charging station of the charging location; f) the vehicle leaves the loading location on its own and moves to a selected takeover area.
Vorrichtungsseitig wird die Aufgabe gelöst durch Bereitstellung einer Anordnung zur Herstellung eines Ladekontaktes von vollständig oder teilweise elektrisch betriebenen Straßen- fahrzeugen, umfassend a) einen elektrischen Kontakt, der mit einem Stromspeicher eines Straßenfahrzeugs funktional verbunden ist; b) einen elektrischen Kontakt, der mit einer externen Stromquelle funktional verbunden ist; c) eine vorlaufende Führung, die derart ausgebildet ist, dass die beiden elektrischen Kontakte mindestens lateral aufeinander ausrichtbar sind, sodass es zu einer gerichtetenOn the device side, the object is achieved by providing an arrangement for producing a charging contact of fully or partially electrically operated road vehicles, comprising a) an electrical contact, which is functionally connected to a power storage device of a road vehicle; b) an electrical contact operatively connected to an external power source; c) a leading guide, which is formed such that the two electrical contacts are at least laterally aligned with each other, so that it is directed to a
Berührung zwischen beiden Kontakten kommen kann; d) eine Positionierhilfe für das Straßenfahrzeug, die derart ausgebildet ist, dass das Straßenfahrzeug in einer Fahrtrichtung fixierbar ist, wobei durch Einfahrt in die fixierte Position die beiden elektrischen Kontakte derart funktional miteinander verbunden werden, dass ein Ladekontakt entsteht und der Stromspeicher des Straßenfahrzeugs über die externe Stromquelle geladen werden kann. Durch das erfindungsgemäße Verfahren können deutlich mehr Standzeiten von vollständig oder teilweise elektrisch betriebenen Fahrzeugen genutzt werden, um einen Ladevorgang durchzuführen. Der Fahrer muss an den Ladevorgängen nicht mehr beteiligt werden.Contact between both contacts can come; d) a positioning aid for the road vehicle, which is designed such that the road vehicle is fixable in a direction of travel, wherein the two electrical contacts are so functionally interconnected by entering the fixed position, that a charging contact is formed and the power storage of the road vehicle on the external power source can be charged. By the method according to the invention significantly more service life of fully or partially electrically powered vehicles can be used to perform a charge. The driver no longer has to be involved in the loading process.
Die vollständig oder teilweise elektrisch betriebenen Fahrzeuge, beispielsweise Straßenfahrzeuge, schließen dabei moderne Fahrzeug- und Antriebstechnologien, wie reine Elektrofahr- zeuge und alle Hybridvarianten, ein, die mit Stromspeichern, Batterien, Akkumulatoren entsprechender Kapazität arbeiten und mindestens zeitweise oder parallel elektrisch fahren. Dabei kann es sich beispielsweise um Pkw, Lieferwagen, Lkw, Nutzfahrzeuge und/oder Busse handeln.The fully or partially electrically operated vehicles, for example road vehicles, include modern vehicle and drive technologies, such as pure electric vehicles and all hybrid variants, which operate with power stores, batteries, accumulators of appropriate capacity and drive at least temporarily or in parallel. These may be, for example, cars, vans, trucks, commercial vehicles and / or buses.
Die Fahrzeuge besitzen Sensoren zur Umgebungserfassung, insbesondere zur Bestimmung der eigenen Position. Des Weiteren besitzen die Fahrzeuge Sensoren zur autonomen Fahrzeugnavigation, welche ein autonomes selbstgesteuertes Fahren des Fahrzeugs erlauben, sowie Sensoren zur Abstands- und Freiraummessung, die der Kollisionsvermeidung dienen. Neben unterschiedlichen Sensorprinzipien sind vorteilhaft Kamera- und Laser-basierte Messprinzipien, unterstützt von fahrzeugeigenen Odometrie-Verfahren im Outdoor- und Indoor- Bereich nutzbar, im Outdoor-Bereich zusätzlich unterstützt von satellitengestützter Positionsbestimmung. Entsprechende Technologien sind dem Fachmann bekannt.The vehicles have sensors for environmental detection, in particular for determining their own position. Furthermore, the vehicles have sensors for autonomous vehicle navigation, which allow an autonomous self-controlled driving of the vehicle, as well as sensors for distance and free space measurement, which are used for collision avoidance. In addition to different sensor principles, camera and laser-based measuring principles, supported by in-vehicle odometry methods in the outdoor and indoor area, can be used, and in the outdoor area additionally supported by satellite-based position determination. Corresponding technologies are known to the person skilled in the art.
Die Fahrzeuge besitzen eine Fahrzeugsteuerung, die eine autonome, selbstgesteuerte Bewegung des Fahrzeugs erlaubt. Solche Steuersysteme sind dem Fachmann bereits bekannt und beispielhaft in DE 102005029336 A1 beschrieben.The vehicles have a vehicle control which allows an autonomous, self-controlled movement of the vehicle. Such control systems are already known to the person skilled in the art and are described by way of example in DE 102005029336 A1.
Die Fahrzeuge weisen ein Ladesystem zum elektrischen Laden des jeweiligen fahrzeugeigenen Speichersystems auf. Dieses Ladesystem ist funktional mit Ladekontakten verbunden, die derart am Fahrzeug angeordnet sind, dass die Ladekontakte zugänglich sind. Die Ladekontakte sind so ausgeformt, dass sie mit mindestens einem Ladekontakt der Ladestation am Ladeort funktional verbindbar sind und es zu einem Ladekontakt kommt, der das Laden des fahrzeugeigenen Speichersystems erlaubt.The vehicles have a charging system for electrically charging the respective vehicle's own storage system. This charging system is functionally connected to charging contacts, which are arranged on the vehicle so that the charging contacts are accessible. The charging contacts are formed so that they can be functionally connected to at least one charging contact of the charging station at the charging location and there is a charging contact, which allows the loading of the on-board storage system.
Im erfindungsgemäßen Verfahren wird ein Ladeort verwendet, der ausgestattet ist mit mindestens einer Ladestation, die mindestens einen Ladekontakt aufweist, der mit einem Ladekontakt eines zu ladenden Fahrzeugs funktional verbindbar ausgestaltet ist. Die Lade- kontakte sind so ausgeformt, dass es zu einem Ladekontakt kommt, der das Laden des fahrzeugeigenen Speichersystems erlaubt. Der dabei zustande kommende Ladekontakt zwischen Ladestation und Fahrzeug kann galvanisch oder induktiv ausgestaltet sein. Der Ladekontakt am Ladeort kann punktförmig an einem Ort oder linienförmig entlang eines Fahrweges oder Fahrwegabschnitts ausgebildet sein. Der Ladekontakt zwischen Fahrzeug und Ladestation kann nach Erreichen der Ladestation selbsttätig oder auf Anweisung hergestellt werden. Der Ladekontakt kann nach dem Ladevorgang selbsttätig oder auf Anweisung wieder gelöst werden. Insbesondere kann der Ladekontakt zwischen Fahrzeug und Ladestation dadurch hergestellt werden, dass die Ladekontakte des Fahrzeugs bei und/oder nach Erreichen der Ladestation selbsttätig ausgefahren und funktional mit den Ladekontakten der Ladestation verbunden werden. Der Ladekontakt zum Fahrzeug kann auch durch sensorisch gesteuertes robotisches Kontaktieren seitens der Ladestation automatisch hergestellt werden, wobei der Ladekontakt des Fahrzeugs sensorisch erkannt wird und die Kinematik zum Kontaktieren entsprechend gesteuert wird.In the method according to the invention, a charging location is used, which is equipped with at least one charging station, which has at least one charging contact, which is designed to be functionally connectable to a charging contact of a vehicle to be charged. The charging contacts are designed in such a way that a charging contact is made, which allows charging the vehicle's own storage system. The thereby coming charging contact between charging station and vehicle can be designed galvanic or inductive. The charging contact at the charging location can be formed in a punctiform manner at a location or linearly along a travel path or travel path section. The charging contact between vehicle and charging station can be made automatically or on instruction after reaching the charging station. The charging contact can be released automatically after the charging process or on instructions. In particular, the charging contact between the vehicle and the charging station can be produced by automatically extending the charging contacts of the vehicle during and / or after reaching the charging station and connecting them functionally to the charging contacts of the charging station. The charging contact with the vehicle can also be produced automatically by sensorically controlled robotic contacting on the part of the charging station, wherein the charging contact of the vehicle is detected by sensors and the kinematics for contacting is controlled accordingly.
Der Ladeort kann so gestaltet sein, dass er eine oder mehrere Lade- oder Wartelinien aufweist. Auf einer Lade- oder Wartelinie können mehrere Fahrzeuge Platz finden. Die Ladelinie oder Wartelinie ist so gestaltet, dass sie eine Anfahrposition und eine Endposition hat, wobei das selbstgesteuerte Fahrzeug die Anfahrposition anfährt, dann autonom selbstgesteuert bis zum Vorderfahrzeug auf einen ersten Mindestabstand auffährt und dann jeweils so lange auf sensorischen Mindestabstand zum Vorderfahrzeug aufrückt, bis die Endposition der Linie erreicht ist.The loading location may be designed to have one or more loading or waiting lines. Several vehicles can be accommodated on a loading or waiting line. The loading line or waiting line is designed so that it has a starting position and an end position, the self-controlled vehicle anfährt the starting position, then autonomously self-controlled up to the front vehicle to a first minimum distance and then each up as long as the sensory distance to the front vehicle until the End position of the line is reached.
Im erfindungsgemäßen Verfahren kann das Fahrzeug an einem beliebigen Startpunkt in einem Übergabebereich starten. Ein Übergabebereich kann dabei jeder Bereich sein, der derart zu dem verwendeten Ladeort gelegen ist, dass das zu ladende Fahrzeug bei autonomer selbstgesteuerter Fahrt vom Übergabebereich den ausgewählten Ladeort erreichen kann. Der Übergabebereich ist also ein virtuell definierter Bereich, der variieren kann und kann beispielsweise von Fahrzeugtyp und/oder Ladezustand abhängen. In der Regel ist der Übergabebereich der Bereich, in dem der Fahrer das Fahrzeug abstellt, bevor ein Ladevorgang eingeleitet wird. Im Übergabebereich kann der Fahrer das Fahrzeug verlassen. Dort gibt der Fahrer die direkte Kontrolle über das Fahrzeug ab. Bevorzugt ist der Übergabebereich nicht gleichzeitig Ladeort.In the method according to the invention, the vehicle can start at an arbitrary starting point in a transfer area. In this case, a transfer area can be any area that is situated in such a way to the loading location used that the vehicle to be loaded can reach the selected loading location with autonomous, self-controlled travel from the transfer area. The transfer area is thus a virtually defined area that can vary and may depend, for example, on the vehicle type and / or state of charge. In general, the transfer area is the area where the driver stops the vehicle before charging is initiated. In the transfer area, the driver can leave the vehicle. There, the driver gives the direct control of the vehicle. Preferably, the transfer area is not loading location at the same time.
Das Fahrzeug steuert nun autonom und selbstgesteuert einen ausgewählten Ladeort an. Systeme, die eine solche selbstgesteuerte Fahrt eines Fahrzeugs von einem Standpunkt hin zu einem bestimmten Ziel unter Nutzung der vorgegeben Strassen- und Wegeverhältnisse und unter Vermeidung von Kollisionen und Sicherheitsgefährdungen erlaubt, sind dem Fachmann bekannt. Dabei kommen Sensoren des Fahrzeugs zum Einsatz. Insbesondere kann die Auswahl eines Ladeortes, welcher durch das Fahrzeug selbstgesteuert angefahren wird nach festlegbaren Kriterien erfolgen. Bevorzugt wird der Ladeort nach Maßgabe des Ladebedarfs, der festgelegten Verweilzeit und/oder der Fahrzeugparameter bestimmt. Am Ladeort angekommen bewegt sich das Fahrzeug selbstgesteuert in eine Ladeposition relativ zur Ladestation des Ladeortes, sodass ein Ladekontakt ausgebildet wird. Am ausgewählten Ladeort besteht zwischen dem Fahrzeug und der Ladestation des Ladeortes ein Ladekontakt. Es wird ein Ladevorgang ermöglicht. Ein Ladekontakt kann beispielsweise durch Auffahren oder Anfahren aus der selbsttätigen Bewegung heraus ausgebildet werden. Bevorzugt kann die Herstellung des Kontaktes zum automatisierten konduktiven oder induktiven Laden des Fahrzeugs durch das Fahrzeug erfolgen, z.B. durch das Auffahren auf Kontakte oder durch das Ausfahren von Kontakten am Boden des Fahrzeugs in Richtung Bodenfläche zu entsprechend punktförmig oder linienförmig ausgebildeten sicheren konduk- tiven oder induktiven Stromversorgungseinrichtungen der Ladestationen und deren Zuscha- Itung zum Laden. Alternativ erfolgt die Herstellung des Kontaktes zum automatisierten konduktiven oder induktiven Laden des Fahrzeugs durch Steuerbefehle der Ladestation bei der eine robotische Einrichtung an der Ladestation die Steckverbindung oder den Kontaktort sensorisch ermittelt und den Kontakt durch mechanische Bewegung konduktiv oder induktiv herstellt und auf Anweisung der Leitsteuerung entsprechend wieder löst. Mit dieser Lösung sind konstruktiv unterschiedliche Ladekontakte und unterschiedliche Kontaktorte behandelbar. Auf Anweisung der Fahrzeugsteuerung erfolgt nach dem Ladevorgang die Abschaltung und das Lösen der konduktiven oder induktiven Kontakte von der Ladestation.The vehicle now steers autonomously and self-controlled to a selected loading location. Systems that allow such self-propelled travel of a vehicle from a viewpoint to a particular destination using the given road and road conditions and avoiding collisions and safety hazards are known to those skilled in the art. In this case, sensors of the vehicle are used. In particular, the selection of a loading location, which is approached by the vehicle self-controlled according to definable criteria. The charging location is preferably determined in accordance with the charging requirement, the defined dwell time and / or the vehicle parameters. Arrived at the charging location, the vehicle moves self-controlled in a loading position relative to the charging station of the charging location, so that a charging contact is formed. At the selected charging location there is a charging contact between the vehicle and the charging station of the charging location. It will allow a charge. A charging contact can be formed for example by driving or starting from the automatic movement out. Preferably, the contact can be made for automated conductive or inductive charging of the vehicle by the vehicle, for example by driving on contacts or by extending contacts on the floor of the vehicle in the direction of the floor surface to secure punctiform or linear formed safe konduk- tive or inductive Power supply facilities of the charging stations and their surcharge for loading. Alternatively, the production of the contact for automated conductive or inductive charging of the vehicle is carried out by control commands of the charging station in which a robotic device on the charging station, the connector or the contact location sensory determined and the contact by mechanical movement conductively or inductively produces and according to instruction of the control accordingly solves. With this solution structurally different charging contacts and different contact locations can be handled. Upon instruction of the vehicle control takes place after the charging process, the shutdown and the release of the conductive or inductive contacts of the charging station.
Der Ladekontakt kann beispielsweise über einen vorgegeben oder einen unbestimmten Zeitraum oder auf Abruf bestehen.The charging contact may be, for example, for a predetermined or indefinite period or on demand.
Nach Lösung des Ladekontakts verlässt das Fahrzeug selbstgesteuert den Ladeort und fährt autonom selbstgesteuert einen ausgewählten Übernahmebereich an. Ein Übernahmebereich kann dabei jeder Bereich sein, der derart zu dem verwendeten Ladeort gelegen ist, dass das geladende Fahrzeug bei autonomer selbstgesteuerter Fahrt den ausgewählten Übernahmebereich erreichen kann. Der grundsätzlich auswählbare Übernahmebereich ist also ein virtuell definierter Bereich, der variieren kann und kann beispielsweise von Fahrzeugtyp und/oder Ladezustand abhängen. In der Regel ist der Übernahmebereich der Bereich, den der Fahrer festlegt, um das Fahrzeug wieder in Empfang zu nehmen. Bevorzugt ist der Übernahmebereich nicht gleichzeitig Ladeort.After the charging contact has been released, the vehicle leaves the charging location on its own and autonomously drives a selected transfer area autonomously. In this case, a takeover area can be any area that is located at the loading location used in such a way that the loaded vehicle can reach the selected takeover area in the case of autonomous, self-controlled travel. The basically selectable transfer area is thus a virtually defined area which can vary and may depend, for example, on the type of vehicle and / or state of charge. As a rule, the takeover area is the area which the driver specifies in order to receive the vehicle again. The transfer area is preferably not the same loading location.
Im Übernahmebereich kann der Fahrer das Fahrzeug wieder besteigen. Dort gewinnt der Fahrer wieder direkte Kontrolle über das Fahrzeug. Insbesondere kann das Fahrzeug nach Abschluss des Ladevorgangs, nach Ablauf einer vorher festgelegten Verweilzeit und/oder auf Anweisung des Fahrers oder eines Ladeortsystems selbständig den Ladeort verlassen und einen ausgewählten Übernahmebereich anfahren. Das erfindungsgemäße Verfahren kann derart ausgestaltet sein, dass entweder der Übergabebereich oder der Übernahmebereich oder sowohl der Übergabe- als auch der Übernahmebereich nicht gleichzeitig Ladeort ist/sind.In the takeover area, the driver can board the vehicle again. There, the driver regains direct control over the vehicle. In particular, after completion of the charging process, after expiry of a predetermined dwell time and / or on the instructions of the driver or a loading system, the vehicle can independently leave the loading location and start a selected transfer area. The method according to the invention can be configured such that either the transfer area or the transfer area or both the transfer area and the transfer area are not loading location at the same time.
Der Ladeort und das verwendete Fahrzeug können jeweils eine Kommunikationsschnittstelle aufweisen, die eine vorzugsweise direkte Kommunikation und einen vorzugsweise direkten Datenaustausch zwischen Fahrzeug und Ladeort ermöglicht, wobei die Kommunikation über Funk, Mobilfunk, optisch, über Kabelverbindung, RFID oder ähnliches gestaltet sein kann. Insbesondere kann die Kommunikationsschnittstelle des Fahrzeugs und des Ladeortes derart ausgestaltet sein, dass eine Kommunikation mit verschiedenen Ladeorten und/oder mit verschiedenen Fahrzeugen möglich ist. Insbesondere kann der Ladeort ein Ladeortsystem aufweisen und/oder das verwendete Fahrzeug ein Ladeassistenzsystem umfassen.The charging location and the vehicle used may each have a communication interface that allows preferably direct communication and preferably direct data exchange between the vehicle and the charging location, wherein the communication may be radio, mobile, optical, cable, RFID or the like. In particular, the communication interface of the vehicle and the charging location can be configured such that communication with different charging locations and / or with different vehicles is possible. In particular, the loading location may have a loading location system and / or the vehicle used may comprise a loading assistance system.
In einer bevorzugten Form des erfindungsgemäßen Verfahrens kann der Stromspeicher des Fahrzeugs mit Zustimmung und im Rahmen der Anforderungen des jeweils aktuellen Auftrags auch als Stromzwischenspeicher von Netzenergie genutzt werden, indem bei bestehendem Lade- bzw. Netzkontakt ein Ladeortsystem entsprechend der Stromverfügbarkeit entscheidet, wann und wie lange bei dem jeweiligen Fahrzeug runter- oder hochgeladen wird, d.h. ob Strom dem Netz entnommen oder ins Netz eingespeist wird. Die Ausführung erfolgt über die Fahrzeugladesteuerung.In a preferred form of the method according to the invention the power storage of the vehicle with consent and within the requirements of each current order can also be used as a power buffer of network energy by a Ladeortsystem according to the current availability decides when and how long when existing charging or network contact down or uploaded to the respective vehicle, ie whether electricity is taken from the grid or fed into the grid. The execution takes place over the vehicle charge control.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auch auf ein Ladeortsystem, umfassend: a) eine Sende- und eine Empfangseinheit, die eine Kommunikation mit einem erfindungsgemäßen Ladeassistenzsystem erlaubt; b) eine Speichereinheit; und c) eine Recheneinheit, die eingehende Daten eines Ladeassistenzsystems erkennt, verrechnet und ein Ergebnis ausgibt, dass in Daten bestehen kann, die an das Ladeassistenzsystem zurückgesendet werden oder an eine Ladestation übermittelt werden.The present invention also relates to a location system, comprising: a) a transmitting and receiving unit allowing communication with a charging assistance system according to the invention; b) a storage unit; and c) an arithmetic unit that recognizes incoming data of a charging assistance system, charges and outputs a result that may consist in data that is returned to the charging assistance system or transmitted to a charging station.
Insbesondere kann das erfindungsgemäße Ladeortsystem zusätzlich eine Leitsteuerung aufweisen, die mit einer Fahrzeugsteuerung zum selbstgesteuerten Fahren eines zu ladenden Fahrzeugs derart funktional kommunizieren kann, dass das Fahrzeug zu einem ausgewählten Ladeort geleitet wird.In particular, the charging system according to the invention may additionally comprise a guidance control which can functionally communicate with a vehicle control for the self-controlled driving of a vehicle to be loaded in such a way that the vehicle is guided to a selected charging location.
Im Sinne der Erfindung kann ein Ladeort auch aus einer oder mehrerer Ladelinien bestehen. Hierzu sind an Ladeorten linienförmige Ladestationen, Ladelinien abschnittsweise oder durchgängig von Übergabeorten bis Übernahmeorten vorhanden. Ladelinien können dabei Folgen punktförmiger oder linienförmige Ladekontakte sein. Ein Fahrzeug kann auf einer Ladelinie anhalten und im Stand laden, z.B. für den vorteilhaften erfindungsgemäßen Ablauf: Aufrücken zum Vorderfahrzeug, anhalten, Ladekontakte absenken, zuschalten, laden, abschalten, Ladekontakte anheben, weiterfahren, etc. Dieser automatisierte Ablauf ist sowohl an festen punktförmigen Ladekontakten als auch an beliebigen virtuellen Ladepositionen auf Ladelinien nutzbar. Das gilt an allen Übergabe-, Übernahme- und Ladeorten auf allen konduktiven oder induktiven Ladelinien, wie Parkhäusern, für Haltespuren als Ladelinien vor Kreuzungen, Ladelinien zum Laden auf seitlicher Parkspur entlang Straßen bzw. Straßenabschnitten und auch für geeignete Fahrwege auf Betriebshöfen, Werkshöfen, Logistikhöfen etc., die mit fortschreitendem Infrastrukturausbau vorhanden sein werden.For the purposes of the invention, a loading location can also consist of one or more loading lines. For this purpose, linear charging stations, charging lines in sections or continuously from transfer points to takeover locations are available at loading locations. Charging lines can be punctiform or linear charging contacts. A vehicle can stop on a loading line and load while standing, eg for the advantageous procedure according to the invention: moving up to the fore vehicle, stopping, lowering the charging contacts, switching on, charging, switching off, lifting the charging contacts, driving on, etc. This automated process is both at fixed punctiform charging contacts as well as any virtual loading positions on loading lines usable. This applies to all transfer, takeover and loading locations on all conductive or inductive charging lines, such as parking garages, for retaining tracks as loading lines before intersections, loading lines for loading on side parking lane along roads or road sections and also for suitable routes on depots, factories, logistics yards etc., which will be available as the infrastructure expands.
Das automatisierte Laden von vollständig oder teilweise elektrisch betriebenen Fahrzeugen kann in erfindungsgemäßer Weise auch während der Fahrt erfolgen, wobei das Fahrzeug während der Fahrt aus einem Übergabebereich in der Nähe eines Ladeortes auf die geeignete Ladelinie durch präzise sensorgesteuerte Navigation automatisiert geführt wird, d.h. auf die Ladelinie automatisiert einschert und auf dieser mit einer geregelten Geschwindigkeit durch sensorgesteuerte Spurführung entlang der Ladelinie autonom präzise geführt und dabei geladen wird und nach dem Laden oder am Ende der Ladelinie spurgeführt imThe automated charging of fully or partially electrically powered vehicles can also be carried out while driving, wherein the vehicle is automatically guided while driving from a transfer area in the vicinity of a loading location to the appropriate loading line by precise sensor-controlled navigation, i. automatically engages on the loading line and autonomously precisely guides and loads it autonomously along the loading line at a controlled speed using sensor-controlled guidance along the load line and tracks it after loading or at the end of the loading line
Übernahmebereich während der Fahrt wieder vom Fahrer übernommen wird.Transfer area is taken over by the driver while driving again.
Das Laden kann auf Ladelinien entlang dafür vorgesehener Straßenabschnitte z.B. in innerstädtischen Bereichen z.B. für den Liefer-, Busverkehr oder an Ladeorten für den an sich ruhenden Verkehr auf Verbindungswegen, Zufahrtswegen in Langsamfahrt, auf geeigneten Fahrwegen, auch auf Betriebshöfen, Werkshöfen, Logistikhöfen etc. erfolgen.The loading may be carried out on loading lines along designated road sections, e.g. in urban areas, e.g. for the delivery, bus or loading locations for the quiescent traffic on connecting roads, access roads in slow speed, on suitable roads, also on depots, factories, logistics yards, etc. done.
Das Laden während der Fahrt kann auf geeigneten Fahrbahn-/Autobahn-/Ladespuren erfolgen, die mit entsprechender Ladeinfrastruktur ausgestattet sind und auf denen die Fahrzeuge durch automatisierte verlässliche Spurführung mit einer nominalen Reise-/Lade-Loading while driving may take place on suitable road / motorway / loading lanes equipped with appropriate charging infrastructure and on which the vehicles can be automated by means of automated, reliable lane guidance with a nominal travel / loading
/Richtgeschwindigkeit autonom bewegt und geladen werden können./ Richtgeschwindigkeit can be moved and loaded autonomously.
Daneben bezieht sich die Erfindung auch auf ein Ladeassistenzsystem, umfassend: a) eine Sende- und eine Empfangseinheit, die eine Kommunikation mit einem erfindungsgemäßen Ladeortsystem erlaubt; b) eine Anzeigeeinheit, auf der dem Benutzer Daten optisch und/oder akustisch angezeigt werden; c) eine Eingabeeinheit, mit der der Benutzer Daten in das Ladeassistenzsystem eingeben kann; d) eine Recheneinheit, die unter Berücksichtigung vorgebbarer Parameter Ladeorte auswählt. Insbesondere kann das erfindungsgemäße Ladeassistenzsystem, dadurch gekennzeichnet sein, dass über die Eingabeeinheit eine Vorgabe einstellbar ist, insbesondere eine Zeitvorgabe zu der das Fahrzeug an einem festgelegten Übernahmeort sein soll und/oder eine Reichweiteangabe, die nach erfolgtem Ladevorgang mindestens erreichbar ist.In addition, the invention also relates to a charging assistance system comprising: a) a transmitting and receiving unit allowing communication with a charging site system according to the invention; b) a display unit on which the user data is visually and / or acoustically displayed; c) an input unit with which the user can enter data into the charging assistance system; d) an arithmetic unit which selects loading locations taking into account predefinable parameters. In particular, the charging assistance system according to the invention may be characterized in that a specification can be set via the input unit, in particular a time specification for which the vehicle is to be at a specified pickup location and / or a range specification which is at least achievable after the charging process has been completed.
Das erfindungsgemäße Ladeassistenzsystem kann derart ausgestaltet sein, dass einem Ladeortsystem Fahrzeugparameter, insbesondere Fahrzeugdimensionen, -typ, -ladekontak- ttyp, Ladezustand und/oder gewünschte Verweildauer mitteilbar sind.The charging assistance system according to the invention can be configured in such a way that vehicle parameters, in particular vehicle dimensions, type, charging contact type, state of charge and / or desired residence time can be communicated to a charging location system.
Das Ladeassistenzsystem bietet dem Fahrer während der Fahrt im Übergabebereich vorhandener Ladeorte, -linien, wenn gewünscht, oder bei gemessenem Ladebedarf die Option „Übergabe" an, die der Fahrer dann bestätigen kann. Der Übergabebereich ist eine beliebige Fahrzeugposition während der Fahrt in der Nähe einer Ladelinie, Ladefahrspur. z.B. eine Position auf der Ladespur selbst, wobei der Beginn des Ladeortes, der Ladelinie dem Fahrer signalisiert wird. Oder das Fahrzeug befindet sich beispielsweise auf der Überholspur einer Ladespur mit Ladelinie aus der es dann nach Übergabe aus der Bewegung heraus autonom selbstgesteuert auf die Ladespur mit Ladelinie geführt wird, d.h. es schert auf diese Ladelinie ein. Das Fahrzeug wird dann zum Laden durch die Fahrzeugsteuerung durch präzise sensorisch geregelte Navigation und mit einer nominalen Reisegeschwindigkeit zum Laden und geregelter Ladekontaktherstellung mit der vorgesehenen Richtgeschwindigkeit bis zur Übergabe weitergeführt, vorzugsweise von Anfang bis Ende einer Ladelinie eines Straßenabschnitts bzw. vom Zeitpunkt der Entscheidung eines Fahrers zur Übergabe an eine Ladelinie eines Straßenabschnitts bis zur Entscheidung des Fahrer zur Übernahme.The charging assistance system offers the option of "transfer" to the driver during the journey in the transfer area of existing loading points, lines, if desired or measured loading demand, which the driver can then confirm Charging line, loading lane, eg a position on the loading lane itself, whereby the start of the loading location, the loading lane, is signaled to the driver or, for example, the vehicle is in the fast lane of a loading lane with loading line from which it is autonomously self-controlled after transfer from the movement The vehicle is then advanced to loading by the vehicle control through precise sensor-controlled navigation and with a nominal cruising speed for charging and regulated charging contact production at the intended guideline speed until handover hrt, preferably from the beginning to the end of a load line of a road section or of the time of a driver's decision to handover to a load line of a road section until the decision of the operator to acquire.
Am Ende von Ladelinien wird dem Fahrer das Ende der Ladelinie signalisiert und die Übernahme angeboten. Der Übernahmebereich ist dann die automatische Spurführung mit Richtgeschwindigkeit nach dem Ende der Ladelinie, auf der das Fahrzeug bis zur Übernahme durch den Fahrer automatisiert weitergeführt wird. Falls der Fahrer das Fahrzeug nicht über- nimmt und ausschert, wird das Fahrzeug weiter automatisiert spurgeführt, ggf. bis zum nächsten Ladespurstreckenabschnitt mit Ladelinie und dann vorzugsweise mit automatisierter Übergabe.At the end of loading lines the driver is signaled the end of the loading line and the takeover is offered. The takeover area is then the automatic tracking at top speed after the end of the loading line, on which the vehicle is automatically continued until it is taken over by the driver. If the driver does not take over the vehicle and leaves the vehicle, the vehicle will continue to be automatically tracked, possibly to the next loading lane section with loading line and then preferably with automated transfer.
Dem Ladeassistenzsystem stehen die genauen Koordinaten der Ladeorte, Ladelinien, Beginn und Ende der aktuellen oder nächsten Ladelinie, sowie die Koordinaten der Wege- punkte, die Laderichtgeschwindigkeit, lokale Einspeisedaten und die Umgebungsmerkmale zur präzisen Fahrzeuglokalisierung im Sinne der Erfindung als Weltmodelldaten (vom Ladeortsystem und oder Ladeassistenzsystem) als Solldaten zur Verfügung. Aus deren Vergleich mit den ständig sensorisch ermittelten Positionsdaten aus den Umgebungsmerkmalen und den Fahrzeugdaten als Istdaten und in Kenntnis der eigenen Fahrgeometrie wird die Lenkwinkelsteuerung und die Geschwindigkeitssteuerung des Fahrzeugs berechnet und an die Fahrzeugsteuerung zur präzisen Navigation und Spurführung gegeben.The loading assistance system includes the exact coordinates of the loading locations, loading lines, beginning and end of the current or next loading line, as well as the coordinates of the waypoints, the loading direction speed, local feed data and the environment characteristics for precise vehicle localization within the meaning of the invention as world model data (from the loading location system and / or Ladeassistenzsystem) as target data available. From their comparison with the constantly sensory determined position data from the environment characteristics and the vehicle data as actual data and in knowledge of the own driving geometry is the Steering angle control and the speed control of the vehicle calculated and given to the vehicle control for precise navigation and tracking.
Die Erfindung bezieht sich auch auf ein Ladesystem umfassend ein erfindungsgemäßes Ladeortsystem und ein erfindungsgemäßes fahrzeugseitiges Ladeassistenzsystem, die derart funktional aufeinander abgestimmt sind, dass eine vorzugsweise direkte Kommunikation zwischen einem Ladeortsystem und einem Ladeassistenzsystem möglich ist.The invention also relates to a charging system comprising a charging system according to the invention and a vehicle-side charging assistance system according to the invention, which are so functionally coordinated with each other that preferably direct communication between a charging point system and a charging assistance system is possible.
Die Erfindung betrifft auch ein Fahrzeug mit vollständigem oder teilweisem elektrischem Antrieb, umfassend ein erfindungsgemäßes Ladeassistenzsystem.The invention also relates to a vehicle with a complete or partial electric drive, comprising a charging assistance system according to the invention.
Die Erfindung betrifft schließlich auch einen Ladeort der ausgestattet ist mit mindestens einer Ladestation, die mindestens einen Ladekontakt aufweist, der mit einem Ladekontakt eines zu ladenden Fahrzeugs funktional verbindbar ausgestaltet ist und der ein erfindungsgemäßesFinally, the invention also relates to a charging location which is equipped with at least one charging station, which has at least one charging contact, which is designed to be functionally connectable to a charging contact of a vehicle to be charged and which is an inventive
Ladeortsystem aufweist.Loading system has.
Auf Veranlassung des Fahrers kann das Fahrzeug im Übergabebereich eines Ladeortes den Ladebedarf, die Ladezustands- und die Fahrzeug-/Ladeparameter an das Ladeortsystem über das Ladeassistenzsystem kommunizieren. Das Ladeortsystem oder das Ladeassistenzsystem können dementsprechend eine geeignete Ladestation bestimmen. Das Ladeort- System kann dann, gemäß der Auswahl des Ladeortes, die Navigationsdaten an das Fahrzeug kommunizieren, als Voraussetzung zum autonomen Anfahren der Ladestation. In einer besonderen Ausführung kann der Fahrer vorzugsweise durch Verschließen des Fahrzeugs der Übergabe der Fahrzeugsteuerung an die Leitsteuerung des Ladeortsystems zustimmen. Das Ladeortsystem übernimmt dann die Leitsteuerung des Fahrzeugs und das Fahrzeug geht dadurch in den Autonomiemodus über. Das Fahrzeug kann dann von der Fahrzeugsteuerung unter Berücksichtigung der Vorgaben der Leitsteuerung autonom zu der vom Ladeortsystem für das Fahrzeug bestimmten Ladestation fahren. Nach dem Laden oder nach Ablauf der Verweilzeit oder nach Ruf oder auf Anweisung des Leitsystems verlässt das Fahrzeug selbständig die Ladestation und fährt selbständig zum gewünschten Übernahme- bereich des Ladeortes. Mit Übernahme durch den Fahrer im Übernahmebereich gibt das Ladeortsystem über die Leitsteuerung die Kontrolle über die Fahrzeugsteuerung ab und das Fahrzeug verlässt den autonomen Modus.At the request of the driver, the vehicle in the transfer area of a loading location can communicate the charging requirement, the state of charge and the vehicle / charging parameters to the charging point system via the charging assistance system. The loading location system or the charging assistance system can accordingly determine a suitable charging station. The Ladeort- system can then, according to the selection of the loading location, communicate the navigation data to the vehicle, as a prerequisite for autonomous startup of the charging station. In a particular embodiment, the driver may agree to the handover of the vehicle control to the guidance control of the location system, preferably by closing the vehicle. The loading location system then takes over the control of the vehicle and the vehicle is thereby in the autonomous mode. The vehicle can then travel autonomously from the vehicle controller to the charging station determined by the charging system for the vehicle, taking into account the specifications of the pilot control. After loading or after expiry of the dwell time or after a call or at the direction of the control system, the vehicle autonomously leaves the charging station and drives independently to the desired takeover area of the loading location. With takeover by the driver in the transfer area, the loading location system via the main control system exits control of the vehicle control and the vehicle leaves the autonomous mode.
Insbesondere kann der Fahrer dem Ladeortsystem vor oder bei der Übergabe eine geplante, geschätzte, und/oder gewünschte Verweilzeit und/oder einen geplanten Übernahmezeitpunkt mitteilen. Mittels dieser Daten kann das Ladeortsystem den Ladeprozess kosteneffizient optimieren. Das Ladeortsystem kann über die Leitsteuerung auf Basis des Ladebedarfs, der Anforderungen, der zeitlichen Bedingungen und/oder der vom Fahrzeug übermittelten Fahrzeugparameter und Ladeparameter eine geeignete Ladestation oder auch eine Wartestation oder ein Rangieren oder ein Umsetzen des Fahrzeugs auswählen und den Ladeprozess aufgabengemäß optimieren.In particular, the driver can notify the loading location system of a planned, estimated, and / or desired dwell time and / or a planned time of transfer before or during the transfer. Using this data, the loading site system can cost-effectively optimize the loading process. The loading location system can select a suitable charging station or else a waiting station or a maneuvering or moving of the vehicle via the guidance control on the basis of the charging requirement, the requirements, the time conditions and / or the vehicle parameters and charging parameters and optimize the charging process in accordance with the task.
Der Fahrer kann jederzeit einen Dialog mit dem Ladeortsystem führen, bevorzugt über ein Ladeassistenzsystem des Fahrzeugladesystems und/oder direkt oder indirekt beispielsweise über einen Terminal oder eine Dialogschnittstelle im Umfeld des Ladeortes oder über Mobilendgeräte aus beliebiger Distanz zum Ladeort.The driver may at any time conduct a dialogue with the charging point system, preferably via a charging assistance system of the vehicle charging system and / or directly or indirectly, for example via a terminal or a dialogue interface in the vicinity of the charging location or via mobile terminals from any distance to the charging location.
Der Fahrer kann über das Ladeortsystem oder direkt vom Ladeassistenzsystem jederzeit mindestens den aktuellen Ladezustand bzw. die damit verfügbare Reichweite abfragen. Der Fahrer kann die Verweilzeit oder Übernahmezeit jederzeit über eine Kommunikation mit dem Ladeortsystem und mittelbar mit dem Ladeassistenzsystem beeinflussen und/oder ändern. Das Ladeortsystem kann den Ladeprozess darauf einstellen und, insbesondere bei unmittelbarem vorzeitigem Rückruf des Fahrzeugs, den Fahrer über die Konsequenzen, beispielsweise über den aktuellen Ladezustand und die damit verfügbare aktuelle Reichweite, informieren.The driver can query at any time at least the current state of charge or the range available with it via the charging system or directly from the charging assistance system. The driver can influence and / or change the dwell time or takeover time at any time via communication with the loading location system and indirectly with the charging assistance system. The loading location system can set the loading process for it and, in particular in case of immediate early recall of the vehicle, inform the driver about the consequences, for example about the current state of charge and the current range available therewith.
Die Kommunikationsschnittstelle und das Kommunikationsprotokoll des Ladesystems zwischen dem Ladeortsystem und dem Ladesystem des Fahrzeugs können so gestaltet sein, dass es ladeorts-unabhängig ist, d.h., dass die Anweisungen, der Datenaustausch und/oder die Befehle des Ladeortsystems für jedes Fahrzeug eindeutig verständlich sind. Beispielsweise ist die ladeortsübermittelte Karteninformation für jedes Fahrzeug dahin- gehend verständlich, dass es damit jederzeit seine eigene Fahrzeugposition eindeutig bestimmen kann, dem Ladeortsystem kommunizieren kann und zur selbsttätigen Navigation nutzen kann.The communication interface and communication protocol of the charging system between the cargo location system and the vehicle's charging system may be designed to be location independent, that is, the instructions, data exchange, and / or commands of the location system are clearly understood by each vehicle. For example, the location information transmitted for each vehicle is understandable for the purpose of being able to unambiguously determine its own vehicle position at any time, to be able to communicate with the location system and to use it for automatic navigation.
Der Fahrer kann die Fahrzeugsteuerung bei Übergabe autorisiert dem Ladeortsystem und dessen Leitsteuerung übergeben, sodass dann die Kommunikation und/oder jeder Daten- austausch zwischen der Fahrzeugsteuerung und dem Ladeortsystem autorisiert erfolgt.The driver can then hand over the vehicle control to the loading location system and its master control in authorized manner, so that then the communication and / or any data exchange between the vehicle controller and the loading location system is authorized.
Nach Erreichen der Ladestation kann der Ladekontakt zum Laden der Batterie des Fahrzeugs selbsttätig, durch das Fahrzeugladesystem und/oder durch das Ladeortsystem oder auf deren Anweisung automatisch hergestellt werden. Der Ladekontakt kann nach dem Laden selbsttätig wieder gelöst werden. Der Ladekontakt kann galvanisch oder induktiv gestaltet sein.Once the charging station has been reached, the charging contact can automatically be made to charge the battery of the vehicle, by the vehicle charging system and / or by the charging system or on the instructions thereof. The charging contact can be released automatically after loading. The charging contact can be galvanic or inductive.
Das Fahrzeug kann bei Übernahme durch das Ladeortsystem zur Sicherheit vermessen werden, um gegebenenfalls Differenzen der aktuellen Abmessungen zu den kommunizierten Fahrzeugparametern festzustellen. Dabei kann sensorisch festgestellt werden, ob sich Personen, Lebewesen oder gefährlichen Güter, soweit sensorisch feststellbar, im oder am Fahrzeug befinden.The vehicle can be measured for safety by taking over the loading location system, in order to determine if necessary differences of the current dimensions with the communicated vehicle parameters. It can be determined sensory, whether Persons, living beings or dangerous goods, as far as they can be detected by sensory means, in or on the vehicle.
Die Fahrzeugsteuerung hat Zugriff auf die Aktorik für das Lenken, Bremsen, und Gasgeben, die so genannte Drive-by-Wire-Technologie, die für Autonomie- und Assistenzfunktionen erforderlich ist. Die Fahrzeugsteuerung dient u.a. zur Fahrwegplanung, Steuerung des Fahrverhaltens. Das Fahrzeugladesystem dient u.a. zur Steuerung des Ladens, sowie zur Steuerung der Ladekontakte.The vehicle control system has access to the steering, braking, and accelerator actuators, the so-called drive-by-wire technology required for autonomy and assistance functions. The vehicle control is used inter alia. for infrastructure planning, control of driving behavior. The vehicle charging system is used inter alia. for controlling the charging, as well as for controlling the charging contacts.
Die Fahrzeuge sind darüber hinaus mit einem Kommunikationssystem, mit Sende- und Empfangseinheit zur vorzugsweise direkten Kommunikation mit dem Ladeortsystem ausgestattet.The vehicles are also equipped with a communication system with transmitting and receiving unit for preferably direct communication with the Ladeortsystem.
Ein Ladeassistenzsystem dient als Mensch-Maschine-Schnittstelle im Fahrzeug dem Dialog mit dem Fahrer, insbesondere der interaktiven Darstellung des Fahrzeug- und Ladezustand, der jeweiligen Reichweite sowie der Navigationsinformation und des Dialogs mit dem Ladeortsystem. Die Ladeorte mit Ladeortsystem umfassen mindestens eine Ladestation und können Ladebereiche mit den an die jeweils örtlichen Gegebenheiten angepassten Anordnungen von Ladestationen und/oder Ladelinien aufweisen.A charging assistance system serves as a man-machine interface in the vehicle for dialogue with the driver, in particular the interactive display of the vehicle and charge status, the respective range, as well as the navigation information and the dialogue with the loading location system. The charging locations with charging point system comprise at least one charging station and can have charging areas with the arrangements of charging stations and / or charging lines adapted to the respective local conditions.
Das Ladeassistenzsystem informiert den Fahrer im Fahrzeug über den Ladezustand und die restliche Reichweite des Fahrzeugs. Bei einer Fernfahrt werden dem Fahrer erreichbare Ladeorte mit verfügbaren freien Ladestationen entlang der Fahrstrecke angeboten. Der Fahrer entscheidet anhand der Information und seiner Bedürfnisse welchen Ladeort zum Aufladen des Stromspeichers er auswählen möchte und erhält dann die Navigationsinformationen mit denen er zu einem Übergabebereich des gewählten Ladeortes geführt wird. Einrichtungen mit Ladeorten, wie Raststätten, Shopping-Center, etc. können ihre Positionsdaten und Ladeortdaten, den Kartendaten der Navigationssysteme zur Verfügung stellen.The charging assistance system informs the driver in the vehicle about the state of charge and the remaining range of the vehicle. In a long-distance journey, the driver can be reached with available charging locations with available free charging stations along the route. Based on the information and its requirements, the driver decides which charging location to charge the power storage unit he would like to select and then receives the navigation information with which he is guided to a transfer area of the selected charging location. Facilities with loading locations, such as rest areas, shopping centers, etc., can provide their position data and loading location data, the map data of the navigation systems.
Der Fahrer kann im Dialog mit dem Ladeassistenzsystem des Fahrzeugs zum optimierten Laden die voraussichtliche Aufenthaltsdauer bzw. die gewünschte Übernahmezeit, die zu ladende Mindestreichweite und/oder den gewünschten Lademodus bestimmen. Die Anforderungen werden durch das Ladeassistenzsystem des Fahrzeugladesystems an das Ladeortsystem kommuniziert.The driver can, in dialogue with the charging assistance system of the vehicle for optimized charging, determine the estimated length of stay or the desired takeover time, the minimum range to be loaded and / or the desired charging mode. The requirements are communicated to the loading system by the charging system of the vehicle charging system.
Das Ladeortsystem sendet eine Bestätigung/Angebot als Rückmeldung. Im Vorfeld des Ladeortes kann das Angebot als Reservierung der Ladestation am Ladeort genutzt werden. Im Übergabereich bestätigt der Fahrer das Angebot und wählt damit den Autonomiemodus. Der Autonomiemodus startet nach dem Aussteigen im Übergabebereich mit dem Verriegeln des Fahrzeugs.The site system sends a confirmation / offer as a response. In advance of the loading point, the offer can be used as a reservation of the charging station at the place of loading. In the transfer area, the driver confirms the offer and thus selects the autonomous mode. The autonomy mode starts after getting off in the transfer area with the locking of the vehicle.
Die Autonomie startet im Übergabebereich (Einfahrt mit Fahrer - Anfahrt des Ladeortes fahrerlos, autonom) und endet im Übernahmebereich (Anfahrt vom Ladeort fahrerlos autonom - Ausfahrt mit Fahrer).The autonomy starts in the transfer area (entrance with driver - arrival of the loading location driverless, autonomous) and ends in the takeover area (approach from the loading point driverless autonomous - exit with driver).
Das Ladeortsystem sendet Anweisungen der Leitsteuerung für das autonome Fahren zur zugewiesenen Ladestation und die erforderlichen Navigationsdaten an das Fahrzeug. DieThe loading location system sends autonomous driving guidance instructions to the assigned charging station and the required navigation data to the vehicle. The
Leitsteuerung ist dabei die High-Level-Steuerung, die Missionssteuerung.Lead control is the high-level control, the mission control.
Das Fahrzeug startet autonom entlang einer geplanten Wegroute/T rajektorie mit selbständiger Regelung sowie autonomer Kollisionsvermeidung in Richtung Ladestation, entweder unmittelbar zur vorgegebenen Ladestation oder über vorgegebene Zwischenstationen, ggf. mit Umsetzen und nach dem Ladevorgang ggf. über Warteposition oder Warteschleife.The vehicle autonomously starts along a planned route / T theory with autonomous control and autonomous collision avoidance in the direction of charging station, either directly to the specified charging station or via predetermined intermediate stations, possibly with implementation and after charging, if necessary via waiting position or holding pattern.
Zum gewünschten oder aktualisierten Zeitpunkt trifft das Fahrzeug am gewünschten Übernahmebereich autonom ein. Durch Öffnen des Fahrzeugs mit dem Key/Schlüssel/Fahrer- ident wird der autonome Modus beendet. Der Fahrer übernimmt das geladene Fahrzeug.At the desired or updated time, the vehicle autonomously arrives at the desired takeover area. Opening the vehicle with the key / key / driver identifies the autonomous mode. The driver takes over the loaded vehicle.
Die Optimierung des Ladeprozesses ist abhängig vom Ausbaugrad der Infrastruktur des Ladeortes, der Funktionalität und Anzahl der verfügbaren Ladestationen und der Nachfrage, d.h. der damit verbundenen bestmöglichen Koordination des Bedarfs aller Fahrzeuge am Ladeort. Die Optimierung im Interesse des Kunden stellt dann ein Qualitätsmerkmal und einThe optimization of the charging process depends on the degree of expansion of the charging location infrastructure, the functionality and number of available charging stations and the demand, i. the associated best possible coordination of the needs of all vehicles at the place of loading. The optimization in the interest of the customer then provides a quality feature and a
Marketingargument des jeweiligen Ladeortes dar.Marketing argument of the respective loading location.
Anforderungsänderungen der gewünschten Übernahmezeit sind jederzeit über Fernruf oder direkt vor Ort über Mobilfunk, und/oder über das Internet oder über Service-Terminals etc. möglich. Diese Änderungen führen ggf. zu Änderungen des Ladeprozesses, entsprechend der verbleibenden Verweildauer bzw. der verfügbaren restlichen Ladezeit und führen zur Berechnung der Konsequenzen der Änderungen bezüglich des zu erwartenden Ladezustandes und der zu erwartenden Reichweite mit entsprechender Mitteilung an den Fahrer im Dialog mit Aufforderung zur Bestätigung. In der Regel bleibt es das Ziel, dass zum Übernahmezeitpunkt eine Vollladung und damit maximale Reichweite zur Verfügung steht.Request changes of the desired takeover time are possible at any time via remote call or directly on site via mobile telephony, and / or via the Internet or via service terminals. These changes may lead to changes in the charging process, according to the remaining dwell time or the available remaining charging time and lead to the calculation of the consequences of the changes in the expected state of charge and the expected range with a corresponding message to the driver in the dialog with a request for confirmation , As a rule, the goal remains that a full load and thus maximum range is available at the time of takeover.
Der Fahrer erhält bei Übergabe den autorisierten Kommunikationszugang zum Ladeortsystem zwecks Abfrage von Ladezustand und Reichweite und wenn gewünscht weiterer Betriebs- und Ladedaten des eigenen Fahrzeugs, für Änderungen oder Ruf des Fahrzeugs. Umgekehrt erhält das Ladeortsystem, wenn gewünscht, den Kommunikationszugang zum Mobilendgerät des Nutzers zur optionalen Fertigmeldung des Ladevorgangs. Bei vorzeitigem Ruf kann der Fahrer eine gewünschte neue Übernahmezeit vorgeben, soweit diese realisierbar ist. Bei unmittelbarem Fahrzeugruf wird dem Fahrer der frühestmögliche Übernahmezeitpunkt mitgeteilt, d.h. es wird die Zeit berechnet, die das Fahrzeug ggf. zum Abschalten, Abdocken und zur Rückfahrt in den Übernahmebereich benötigt und daraus wird dem Fahrer die Zeit des Eintreffens im Übernahmebereich berechnet. Der Fahrer kann auch dahingehend ändern, dass er zum frühestmöglichen Zeitpunkt eine gewünschte Reichweite (ggf. mit entsprechender Reserve), beispielsweise 100 km plus 10%, geladen haben möchte, worauf das Ladeortsystem erforderlichenfalls eine Schnellladung für die Differenzladung plant und dem Fahrer den frühestmöglichen Übernahmezeitpunkt berechnet. Wenn der Fahrer akzeptiert, ändert das Ladeortsystem die Prozedur entsprechend.Upon handover, the driver receives the authorized communication access to the charging point system for the purpose of querying the state of charge and range and, if desired, further operating and charging data of the own vehicle, for changes or call of the vehicle. Conversely, the loading site system, if desired, receives the communication access to the mobile terminal of the user for optional completion notification of the loading process. In case of premature call, the driver can specify a desired new takeover time, as far as this is feasible. In the case of a direct vehicle call, the driver is notified of the earliest possible time of takeover, ie the time is calculated which the vehicle may need to shut down, undock and return to the takeover area, and from this the driver is calculated the time of arrival in the takeover area. The driver may also change to load at the earliest possible time a desired range (possibly with appropriate reserve), for example 100 km plus 10%, whereupon the charging system will, if necessary, schedule a fast charge for the differential charge and the driver the earliest possible takeover time calculated. If the driver accepts, the site system changes the procedure accordingly.
Die Gestaltung der Ladekontakte kann sich konstruktiv unterscheiden. Ein Standard für Ladesysteme ist wünschenswert aber derzeit noch nicht gegeben. Unterschiede resultieren aus unterschiedlichen Funktionalitäten wie Schnellladen mit Starkstrom, Normalladen mit Haushaltstrom, aus unterschiedlichen Standards, Hersteller-Standard, konstruktiven Anordnungen/Ausführungen am Fahrzeug. Unterschiedliche Ladekontakte an Fahrzeugen sind behandelbar zum einen durch universelle Ladestationen oder durch Zuweisung spezialisierter Ladestationen durch das Ladeortsystem. Mit der erfindungsgemäß automatisierten Lösung bleibt diese Problematik für den Fahrer unsichtbar. Heterogene Ladesysteme sind vom Ladeortsystem integrierbar. Im Ausnahmefall können auch Speziaistationen mit Service-Personal sinnvoll sein, um Sonder- und Störfälle zu behandeln.The design of the charging contacts may differ structurally. A standard for charging systems is desirable but not yet available. Differences result from different functionalities such as fast charging with heavy current, normal charging with household electricity, from different standards, manufacturer standard, constructive arrangements / designs on the vehicle. Different charging contacts on vehicles can be treated on the one hand by universal charging stations or by the assignment of specialized charging stations by the charging point system. With the automated solution according to the invention, this problem remains invisible to the driver. Heterogeneous charging systems can be integrated by the charging system. In exceptional cases, specialization stations with service personnel may also be useful for handling special cases and incidents.
Der Stromspeicher des Fahrzeugs kann mit Zustimmung und im Rahmen der Anforderungen des laufenden aktuellen Auftrags auch als Zwischenspeicher von Netzenergie genutzt werden, indem bei bestehendem Lade- bzw. Netzkontakt die Leitsteuerung des Ladeortsystems entsprechend Stromverfügbarkeit entscheidet, wann und wie lange bei dem jeweiligen Fahrzeug runter- oder hochgeladen wird, d.h. ob Strom dem Netz entnommen oder ins Netz eingespeist wird. Die Ausführung erfolgt über die Fahrzeugladesteuerung.The power storage of the vehicle can be used with consent and in the context of the requirements of the current current order as a cache of network energy by the control of the charging point system according to power availability decides when existing charging or network contact, when and how long for the respective vehicle down or uploaded, ie whether electricity is taken from the grid or fed into the grid. The execution takes place over the vehicle charge control.
Eine Wartelinie im Übernahmebereich weist bevorzugt einen größeren automatisiert organisierten Fahrzeugabstand auf, um das manuelle Ausscheren des Fahrzeugs nach Übernahme durch den Fahrer zu erleichtern.A waiting line in the transfer area preferably has a larger automated organized vehicle distance to facilitate the manual shearing of the vehicle after being taken over by the driver.
Die automatisierte Bereitstellung des Fahrzeugs zur Übernahme durch den Fahrer, die Abholung im gewünschten Zeitfenster, erfolgt beispielsweise durch autonomes Aufrücken der Fahrzeuge in einer Übergabelinie bzw. -schleife im Übernahmebereich mit einem Abstand der Fahrzeuge die bequemes Umgehen, Einsteigen, Beladen und letztlich das manuelle Ausscheren des Fahrzeug für den Fahrer erleichtert. Die freiwerdende Lücke wird von den noch wartenden Fahrzeugen durch autonomes Aufrücken mit diesem Abstand, wieder geschlossen. Für lange wartende Fahrzeuge kann ggf. eine Rückfrage beim Nutzer erfolgen und notfalls ein Zurückfahren des Fahrzeugs in der Warteschleife erfolgen. Dabei kann ein Zurücksetzen oder Umsetzen beispielsweise in einer Kreisschleife des Fahrzeugs erfolgen.The automated provision of the vehicle for pick-up by the driver, the pick-up in the desired time window, for example, by autonomously moving up the vehicles in a transfer line or loop in the transfer area with a distance of the vehicles comfortable bypassing, boarding, loading and ultimately manual Ausscheren facilitates the vehicle for the driver. The released gap becomes from the still waiting vehicles by autonomously moving up with this distance, again closed. For long-waiting vehicles may possibly be made a query to the user and, if necessary, a retraction of the vehicle in the holding pattern. In this case, a reset or react, for example, take place in a circular loop of the vehicle.
Mittels der Sensorik wird bei Annäherung und Zugriff auf ein Fahrzeug dessen Stillstand bzw. dessen Anhalten und in Folge das der aufrückenden autonomen Fahrzeuge sichergestellt.By means of the sensor system, when approaching and accessing a vehicle, its standstill or its stopping and, as a consequence, the autonomous vehicles that are pulling up are ensured.
Bevorzugt kann das Öffnen des Fahrzeugs durch den Fahrer zur Übernahme aus dem autonomen Modus nur im dafür vorgesehenen Übernahmebereich und in Anwesenheit des autorisierten Fahrers ohne Zugriff Dritter erfolgen, wobei in der Regel erst mit Öffnen des Fahrzeugs durch den Fahrer der autonome Modus verlassen und in den manuellen Modus übergegangen wird. Der Fahrer steigt ein, belädt das Fahrzeug ggf. und verlässt fahrergesteuert die Übergabeschleife, die bereitgestellten Fahrzeuge rücken automatisch auf.Preferably, the opening of the vehicle by the driver to take over from the autonomous mode only in the designated takeover area and in the presence of the authorized driver without access by third parties, usually leave only when the vehicle is opened by the driver of the autonomous mode and in the manual mode is transferred. The driver climbs in, loads the vehicle if necessary and leaves the transfer loop in driver-controlled mode, the vehicles provided move up automatically.
Durch die Autonomie der Fahrzeuge und die einheitliche Schnittstelle der Kommunikation zwischen Lade- und Fahrzeugsteuerung und dem Ladeortsystem mit einheitlicher Definition der Anweisungen und einheitlicher Definition der Navigationsdaten sind beliebige Organisationsformen der Ladeorte mit unterschiedlichen Übergabe-/Übernahme- und Ladebereichen und variabler Anordnung der Ladestationen möglich. Damit sind effiziente, den jeweils gegebenen Bedingungen optimal anpassbare Organisationsformen des Ladens möglich. Die einheitliche Kommunikationsschnittstelle ist ladeortunabhängig, beliebig erweiterbar in ihrer Anweisungssprache mit Grundbefehlen und verständlich für jedes Fahrzeug, beispielsweise Fahre zu Ort A; Fahre zu Linie B; Ladekontakt herstellen/lösen, etc.Due to the autonomy of the vehicles and the uniform interface of the communication between the loading and vehicle control and the loading point system with a uniform definition of the instructions and uniform definition of the navigation data, any organization of the loading locations with different transfer / takeover and loading areas and variable arrangement of the charging stations are possible. This makes efficient organizational forms of the store, which can be optimally adapted to the prevailing conditions, possible. The uniform communication interface is independent of charging location, freely expandable in its command language with basic commands and understandable for each vehicle, eg drive to location A; Drive to line B; Establish / release charging contact, etc.
Durch die erfindungsgemäß automatisierte Lösung wird erreicht, dass Fahrzeuge sich selbst dicht und platzsparend, entsprechend der Anordnungen der Ladestationen mit dem jeweils erforderlichen Mindestsicherheitsabstand automatisch abstellen, z.B. in dichten Spuren mit Fahrzeugen dicht hintereinander als Block, z.B. 10 Spuren a 10 Fahrzeuge hintereinander mit linienförmigen Ladekontakten oder beliebigen anderen den Ladeorten, dem Lademodus oder den Fahrzeugen angepassten Anordnungen.By the automated solution according to the invention it is achieved that vehicles automatically shut themselves tight and space-saving, according to the arrangements of the charging stations with the respectively required minimum safety distance automatically, e.g. in dense tracks with vehicles one behind the other as a block, e.g. 10 lanes a 10 vehicles in a row with line-shaped charging contacts or any other arrangements adapted to the loading locations, the charging mode or the vehicles.
Bevorzugt kann die gesamte Ladelogistik dem Fahrer verborgen bleiben. Die fahrerseitigen Schnittstellen und Verhaltensroutinen bleiben gleich. Vorzeitiges Abholen bei blockweiser dichter Anordnung erfolgt automatisch durch autonomes Umsetzen der Fahrzeuge z.B. über Rangierschleife, vergleichbar einem Ringspeicher. Das Fahrzeug in erster Position der betreffenden Linie fährt die Schleife und fährt dicht an das letzte Fahrzeug, die weiteren Fahrzeuge folgen bis das gewünschte Fahrzeug in erster Position der Ladelinie angelangt ist und diese verlassen kann. Die folgenden Fahrzeuge rücken auf und laden weiter. Eine Beispielanordnung als Block mit Rangierschleife(n) zur autonomen Umsortierung der Fahrzeuge ist in Fig. 2 dargestellt. Diese Lösung bietet hohe Flexibilität und Effizienz und ist beliebig erweiterbar.Preferably, the entire cargo logistics remain hidden from the driver. The driver-side interfaces and behavior routines remain the same. Premature picking up in blockwise dense arrangement takes place automatically by autonomous conversion of the vehicles eg by means of a maneuvering loop, comparable to a ring buffer. The vehicle in the first position of the line in question drives the loop and drives close to the last vehicle, the other vehicles follow until the desired vehicle has arrived in the first position of the loading line and can leave them. The following vehicles move up and continue charging. An example arrangement as a block with maneuvering loop (s) for the autonomous resorting of the vehicles is shown in FIG. This solution offers high flexibility and efficiency and can be expanded as required.
Die Fahrzeuge werden vom Ladeortsystem entsprechend des Ladeauftrags und der geplanten Übernahmezeit logistisch vorsortiert. Die funktionale und konstruktive Gestaltung der Ladekontakte des jeweiligen Fahrzeugs bedingt die Wahl der passenden Ladestation durch das Ladeortsystem.The vehicles are logistically pre-sorted by the loading location system according to the loading order and the planned takeover time. The functional and constructive design of the charging contacts of the respective vehicle requires the choice of the right charging station through the charging point system.
Die Erfindung erlaubt auch eine variable Organisation durch das Ladeortsystem dahingehend, dass ein vollgeladenes Fahrzeug bei Bedarf auch zu einem Platz ohne Ladestation umgesetzt werden kann, d.h. es müssen nicht notwendigerweise Überkapazitäten an Ladestationen vorhanden sein. Ein Fahrzeug für eine dringende Schnellladung wird priorisiert zum entsprechend höheren Normaltarif geladen. Ein planmäßig länger stillstehendes Fahrzeug kann zum Spartarif (kostengünstiger) geladen werden, ggf. an räumlich weiter entfernten Ladestationen oder an anderen Ladeorten.The invention also allows for variable organization by the loading location system in that a fully loaded vehicle can also be converted to a place without a charging station, if required, i.e., a full load vehicle. there does not necessarily have to be excess capacity at charging stations. A vehicle for an urgent fast charge is prioritized charged at the corresponding higher normal rate. A vehicle that has been stationary for a longer period of time can be charged at a reduced cost (more cost-effective), possibly at charging stations located further away in space or at other charging locations.
Bevorzugt können nach Bedarf dezentrale Übergabe-/Übernahmeorte in der Nähe von Ladeorten verteilt angeordnet sein, z.B. verteilte Zugänge an Shopping- Centern, d.h. der Übergabeort kann ein anderer sein als der Übernahmeort, oder er kann vom Nutzer nachträglich geändert werden, wenn der Service vom Ladeortsystem angeboten wird und dann über das Ladeortsystem und die Leitsteuerung organisiert wird.Preferably, decentralized transfer / takeover locations may be distributed as needed near loading locations, e.g. distributed access to shopping centers, i. the place of delivery may be different from the place of takeover, or it may be subsequently changed by the user if the service is offered by the loading system and then organized by the loading site system and the control center.
Bei Fernfahrten sind in der Regel schnelle Vollladungen der Stromspeicher unterwegs erwünscht, häufig an Orten, die dem Fahrer nicht vertraut oder unbekannt sind, z.B. an Raststätten, Autohöfen an Autobahnen oder Fernstraßen, auch Parkhäuser in Städten. Die Schnellladungen sind erforderlich bei Fernfahrten reiner Elektrofahrzeuge bzw. wünschenswert und ökologisch sinnvoll bei Hybridfahrzeugen. Das Schnellladen an einer Raststätte erfolgt dann beispielsweise während einer Fahrpause des Fahrers. Der fahrerlose Autonomiebetrieb des Fahrzeugs zählt dann nicht als Fahrzeit sondern als Ruhezeit des Fahrers.In long-haul trips, fast full loads of the power storage are usually desirable on the move, often in locations unfamiliar or unknown to the driver, e.g. at motorway service stations, motorways on motorways or highways, also parking garages in cities. The quick charges are required for long distance travel of pure electric vehicles or desirable and ecologically sensible in hybrid vehicles. Fast loading at a service area then takes place, for example, during a driver's break. The driverless autonomous operation of the vehicle then counts not as driving time but as a rest period of the driver.
Bei lokalen Fahrten, die keine Schnellladungen erfordern, werden optimierte Vollladungen bezüglich voraussichtlicher planbarer Aufenthaltszeiten organisiert. Bevorzugte Ladeorte sind an oder in der Nähe von Parkhäusern und/oder -platzen gelegen, an Wohnorten, an Arbeitsorten, in Innenstädten, an Shopping-Centern, Gaststätten, Sportstätten, Freizeiteinrichtungen, touristischen oder kulturellen Einrichtungen, Park & Ride- Einrichtungen, an öffentlichen Verkehrsmitteln des öffentlichen Personennahverkehrs etc.For local trips that do not require fast loads, optimized full loads are scheduled with regard to anticipated schedules. Preferred loading locations are located at or near car parks and / or penthouses, at places of residence, at work places, in inner cities, at shopping centers, restaurants, sports facilities, leisure facilities, tourist or cultural facilities, park & ride facilities, at public Means of public transport etc.
Da die erfinderische Lösung eine einheitliche, variable und skalierbare Nutzung erlaubt, kann in vorteilhafter Weise im individuellen privaten Bereich ein minimales Ladeortsystem installiert sein, das gegebenenfalls mehrere private Ladestationen verwaltet. Im Extremfall kann das private Ladeortsystem auch vom Fahrzeugladesystem übernommen werden, wenn es sich beispielsweise um den „Heimaf-Ladeort handelt und die Karteninformation des Ladeorts im Fahrzeugladesystem gespeichert wird. Mittels erreichter Positionsdaten (z.B. GPS) wird die Karteninformation aktiviert. Mittels aktueller Daten der Fahrzeugsensorik und deren Vergleich mit der Karteninformation wird beispielweise vom Übergabebereich vor der Haustür die Trajektorie zur Ladestation berechnet und autonom angefahren. Die Karteninformation kann im Privatbereich auch mit der Fahrzeugsensorik einmal im initialen manuellen Betrieb durch Abfahren der Strecke vom üblichen Übergabeort zum ausgewählten Ladeort (Übernahme-Übergabebereich bis Ladeort und Ladestationen) gespeichert (geteacht) werden. Die Trajektorie/der Fahrweg wird an Hand der Karteninformation und der sensorisch ermittelten aktuellen Situation berechnet, optimiert und sensorisch überwacht autonom gefahren.Since the inventive solution allows a uniform, variable and scalable use, can be installed in an individual private area advantageously a minimal loading system, which optionally manages several private charging stations. In extreme cases, the private loading point system can also be taken over by the vehicle loading system, if it is, for example, the "home loading place" and the map information of the loading location is stored in the vehicle loading system. By means of the position data obtained (e.g., GPS), the map information is activated. By means of up-to-date data from the vehicle sensor system and its comparison with the map information, the trajectory to the charging station is calculated, for example, from the transfer area in front of the front door and approached autonomously. The map information can also be stored in the private area with the vehicle sensor system once in the initial manual operation by driving the route from the usual transfer location to the selected loading location (transfer transfer area to loading location and charging stations). The trajectory / the route is calculated on the basis of the map information and the sensory determined current situation, optimized and sensory monitored autonomously driven.
Das schließt auch Ladeorte mit multiplen heterogenen „dicht an dicht" angeordneten Ladestationen ein, wobei die räumlich getrennten Übergabe-/Übernahmebereichen vor der Haus- tür, dem Lift, in Mehrfachgaragen, Tiefgaragen, etc. liegen können.This also includes loading sites with multiple heterogeneous "densely packed" charging stations, whereby the spatially separate transfer / takeover areas can be in front of the house door, the lift, in multi garages, underground car parks, etc.
Beispielsweise fährt der Fahrer vor seine Haustür, steigt aus, schließt die Fahrzeugtür, das Fahrzeug fährt autonom zum Ladeort (Garage, Carport, Tiefgarage usw.) und lädt die Fahrzeugbatterie über Nacht. Der Fahrer ruft oder bestellt das Fahrzeug zur gewünschten Zeit vor die Haustür, das Fahrzeug dockt rechtzeitig an der Ladestation ab, fährt autonom vor die Haustür, der Fahrer öffnet die Fahrzeugtür und übernimmt das Fahrzeug.For example, the driver drives to his front door, gets out, closes the vehicle door, the vehicle drives autonomously to the place of loading (garage, carport, underground car park, etc.) and charges the vehicle battery overnight. The driver calls or orders the vehicle at the desired time at the front door, the vehicle docks in time at the charging station, drives autonomously in front of the front door, the driver opens the vehicle door and takes over the vehicle.
Bei anderen regelmäßig genutzten Ladeorten muss die Karteninformation ebenfalls nicht notwendigerweise jedes Mal vollständig übertragen werden. Änderungen können dann als Update mitgeteilt werden.For other regularly used loading locations, the map information also does not necessarily have to be completely transmitted each time. Changes can then be communicated as an update.
Die Erfindung ist auch für einen automatisierten Mietwagen- oder Carsharing-Service von vollständig oder teilweise elektrisch betriebenen Fahrzeugen als vereinfachte und bequeme Schnittstelle zwischen öffentlichem und Individualverkehr geeignet, einschließlich Fahrzeug- bestellung (Ort, Übergabebereich und Zeitpunkt) über Mobilendgeräte, Bereitstellung voll aufgeladener Elektrofahrzeuge im gewünschten Übernahmebereich an Ausgängen direkt vor Hotels, Bahnhöfen, Flughäfen etc. und letztlich nach der individuellen Nutzung Rückgabe in einem Übergabebereich ebenfalls direkt vor den Eingängen der gewünschten Zielorte ohne zusätzlichen Shuttle-Service. Anschließend automatisiertes Anfahren eines Ladeortes und Aufbereitung für den nächsten Nutzer. Warten an Ladestation ggf. auch als Stromzwischenspeicher. Darüber hinaus kann das Ladeortsystem die Aufbereitung des Fahrzeugs in den automatisierten Prozess einbinden, insbesondere die regelmäßigen oder sensorisch veran- lassten Waschvorgänge, eine robotische Reinigung, die automatisierte optische und fahr- zeugtechnische Inspektion.The invention is also suitable for an automated car rental or car sharing service of fully or partially electrically operated vehicles as a simplified and convenient interface between public and private transport, including vehicle order (place, transfer area and time) via mobile devices, provision of fully charged electric vehicles in the desired takeover area at exits directly in front of hotels, train stations, airports, etc. and ultimately after individual use return in a transfer area also directly in front of the entrances of the desired destinations without additional shuttle -Service. Then automated startup of a loading location and preparation for the next user. Waiting at charging station possibly also as a current buffer. In addition, the loading site system can incorporate the preparation of the vehicle into the automated process, in particular the regular or sensory washing processes, robotic cleaning, automated optical and vehicle inspection.
Darüber hinaus können auch bei privater Nutzung an bestimmten Ladeorten durch das Ladeortsystem über den Ladeprozess hinausgehende weitere Servicevorgänge in den automatisierten Prozessablauf am Ladeort aufgenommen werden, wie beispielsweise automatisierte Waschvorgänge, Betankungen (z.B. bei Hybridfahrzeugen), Güterbe- und -entladung in Einkaufszentren, ebenfalls gesteuert vom Leitsystem, wenn das Ladeortsystem es anbietet und wenn es vom Nutzer gewünscht wird.In addition, even in private use at certain locations by the Ladeortsystem beyond the loading process further service operations can be included in the automated process flow at the loading, such as automated washing processes, fueling (eg in hybrid vehicles), goods loading and unloading in shopping centers, also controlled from the control system, if the site system offers it and if desired by the user.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann zur Anwendung im innerstädtischen Güterverkehr mit vollständig oder teilweise elektrisch betriebenen Fahrzeugen kommen. In Verteilzentren und Logistikzentren oder bei Kunden mit mehreren Laderampen bietet sich die Kombination Be- und Entladestationen, -rampen mit Ladestationen an, wobei dann das Anfahren dieser Stationen in gleicher weise mit automatisiert ist.The method according to the invention can be used in urban freight traffic with fully or partially electrically operated vehicles. In distribution centers and logistics centers, or in customers with multiple loading ramps, the combination of loading and unloading stations and ramps with charging stations makes sense, whereby the start-up of these stations is likewise automated in the same way.
Das erfindungsgemäße Verfahren bietet auch die Flexibilität zur Einbeziehung von mit Fördertechnik ausgestatteten automatisierten oder teilautomatisierten Parkeinrichtungen/ Parkhäusern als Ladebereiche eines Ladeortes insbesondere im innerstädtischen Bereich, wobei diese Einbindung für den Nutzer verborgen bleibt und wodurch gerade die bisherigen Mängel dieser automatisierten Parkhaustechnik beseitigt werden, insbesondere die starren „manuellen" Übergabe-, Übernahmeprinzipien, bei denen Staus und Wartezeiten für den Fahrer und andere Verkehrsteilnehmer entstehen. Mit der Einbeziehung in die erfindungsgemäße automatisierte Lösung werden einerseits die genannten Mängel derartiger Systeme beseitigt, andererseits erfolgt eine Aufwertung als Ladeorte im erfindungsgemäßen Sinne.The inventive method also provides the flexibility to include equipped with conveyor automated or semi-automated parking facilities / car parks as loading areas of a loading location especially in the inner city area, this involvement is hidden from the user and thus just the previous shortcomings of this automated parking garage technology are eliminated, especially the With the inclusion in the automated solution according to the invention, on the one hand, the above-mentioned deficiencies of such systems are eliminated, on the other hand, upgrading takes place as loading locations in the sense of the invention.
Der zeitliche Durchsatz für den Nutzer wird verbessert und Wartezeiten werden vermieden.The time throughput for the user is improved and waiting times are avoided.
Die Einbindung erfolgt durch die Leitsteuerung, vorzugsweise bei geplanter längerer Abstellzeit. In diesem Fall sind dann an den Stellplätzen Ladekontakte zum automatisierten Kontaktieren mit der Stromversorgung vorgesehen. Der diesbezügliche Prozessablauf (z.B.: Steuerung der Fördertechnik) wird durch die Leitsteuerung in den Gesamtprozess integriert. Für den Fahrer ist die gesamte Ladeortorganisation unsichtbar.The integration is carried out by the master control, preferably with a planned longer shutdown time. In this case, charging contacts for automated contacting with the power supply are then provided at the parking spaces. The relevant process sequence (eg: control of the conveyor system) is integrated into the overall process by the control system. For the driver, the entire loading organization is invisible.
In erster Linie ist davon auszugehen, dass die Bereiche, in denen sich die Fahrzeuge autonom bewegen, insbesondere die Ladebereiche, für einen Mischbetrieb nicht vorgesehen sind, da ja platzsparend ohne Fahrer und ohne Ein-/Aussteigen an den Ladestationen „dicht an dicht" automatisiert angedockt wird. Es besteht andererseits keinerlei Grund den Mischbetrieb oder den autonomen Betrieb in der Öffentlichkeit auszuschließen. In diesen speziellen Bereichen werden dann mit dieser technischen Lösung zusätzlich zu den Erfor- dernissen der Einhaltung der Kollisionsvermeidung und der Geschwindigkeitsbegrenzung während der autonomen Fahrt automatisch entsprechend größere Sicherheitsabstände bei angemessener Fahrgeschwindigkeit garantiert.First and foremost, it can be assumed that the areas in which the vehicles move autonomously, in particular the loading areas, are not intended for mixed operation, since they are space-saving and automated without drivers and without getting in or out of the charging stations On the other hand, there is no reason to exclude mixed operation or autonomous operation in the public domain and, in addition to the requirements for compliance with the principle of collision avoidance and speed limitation during autonomous driving, this technical solution then automatically creates correspondingly greater safety margins guaranteed at reasonable speed.
Diese Variante ist insbesondere vorteilhaft, wenn Übergabe-Übernahmebereiche der Ladeorte direkt vor die Ein-/Ausgänge der jeweiligen Zielorte gelegt werden, z.B. vor Haus-, Hotel-, Firmeneingang etc. und dadurch zumindest eine kurzzeitige autonome Fahrt in der Öffentlichkeit bis zur Einfahrt in die Ladebereiche und nach dem Laden zurück erfolgt. In diesem Fall wird im Übergabe- Übernahmebereich ein größerer Freiraum um das Fahrzeug herum abgesichert als in den platzsparend organisierten Ladebereichen. Damit wird auch das Ein- und Aussteigen sowie das Be- und Entladen erleichtert.This variant is particularly advantageous if transfer takeover areas of the loading locations are placed directly in front of the entries / exits of the respective destinations, e.g. before home, hotel, company entrance etc. and thereby at least a short-term autonomous drive in the public up to the entrance into the loading areas and after the loading takes place back. In this case, a larger free space around the vehicle is secured in the transfer takeover area than in the space-saving organized loading areas. This also facilitates getting in and out as well as loading and unloading.
Anwendungsbeispiel „Autonomes Anfahren mit Fahrer":Application example "Autonomous start-up with driver":
Der Fahrer fährt im öffentlichen Verkehr bis vor seine Einfahrt (Tiefgarage, Parkhaus, Fahrzeug-Lift, etc.), an seinem Wohnort, Arbeitsort, Hotel/Motel, CarSharing-Ort, Mietwagen- Service, etc. Dabei handelt es sich insbesondere um Orte, an denen persönliche, private oder dem Fahrzeug zugeordnete Ladestationen existieren und an denen Ein- und Ausstieg, Be- und Entladen bequem und sicher erfolgen können.The driver drives in public transport to his entrance (underground car park, parking garage, vehicle lift, etc.), at his place of residence, place of work, hotel / motel, CarSharing place, car rental service, etc. These are in particular places where personal, private or vehicle assigned charging stations exist and where entry and exit, loading and unloading can be done easily and safely.
Die Einfahrt ist hierbei auch der Übergabebereich. Der Fahrer startet, beispielsweise durch Fahrer-ID, den autonomen Modus. In diesem Fall aber nicht durch Verschließen des leeren Fahrzeugs von außen, sondern durch ein Kommando des Fahrer von innen. Der Fahrer und ggf. weitere Insassen verbleiben im Fahrzeug. Der autonome Modus übernimmt die Steuerung des Fahrzeugs und bindet weitere automatisierte Abläufe in die autonome Anfahrt ein, beispielsweise das Öffnen der Tore, Absperrgitter, der Schranke, Lift rufen, Ziel-Etage wählen, etc. Das Fahrzeug navigiert autonom bis zur Ladestation, dockt an, die Kontakte werden geschlossen und das Laden kontaktseitig freigegeben. Der Fahrer startet den Ladevorgang von seinem Ladeassistenzsystem im Fahrzeug ggf. mit gewünschten Vorgaben oder mit seiner Fernbedienung oder einem Mobilendgerät von innen oder außen. Dann wird die Netzverbindung zum Laden hergestellt und entsprechend Vorgabe oder Programm die Batterie geladen oder umgekehrt Strom aus der Batterie ins Netz eingespeist. Dabei kann während des Ladens eine Wegfahrsperre aktiviert sein. Eine oder mehrere Türen können während des Ladevorgangs geöffnet und verschlossen werden, beispielsweise zum unabhängigen Be- und Entladen, sowie zum Ein- und Aussteigen. Dadurch kann das Fahrzeug z.B. in Ruhe vor dem Abfahrtzeitpunkt beladen werden und parallel die Batterieladung bis unmittelbar vor den Start erfolgen.The entrance is here also the transfer area. The driver starts, for example by driver ID, the autonomous mode. In this case, not by closing the empty vehicle from the outside, but by a command from the driver from the inside. The driver and possibly other passengers remain in the vehicle. The autonomous mode takes control of the vehicle and integrates further automated processes in the autonomous approach, for example opening the gates, barriers, the barrier, call lift, select destination floor, etc. The vehicle navigates autonomously to the charging station, docks , the contacts are closed and the loading is released on the contact side. The driver starts the charging process from his charging assistance system in the vehicle, if necessary with desired specifications or with his remote control or a mobile terminal from the inside or outside. Then the network connection is made to charge and charged according to specification or program, the battery or vice versa fed power from the battery into the network. It can An immobilizer may be activated while charging. One or more doors can be opened and closed during the charging process, for example for independent loading and unloading, as well as for getting in and out. As a result, the vehicle can be loaded, for example, in peace before the departure time and parallel to the battery charge to take place immediately before take-off.
Wenn vom Übergabebereich bis zur Ladestation keine Wendemöglichkeit für das Fahrzeug besteht (z.B. nur einseitig zugänglicher Fahrzeug-Lift) und/oder wenn ein rückwärtiges Andocken an der Ladestation gewünscht ist, kann es vorteilhaft sein, aus dem Übergabe- bereich mit einem anfänglichen autonomen Rangiermanöver und anschließender autonomer Rückwärtsfahrt (z.B. rückwärts gerichtetes Einfahren in den Lift) bis zur Ladestation zu fahren und dann nach dem Laden und nach autonomer Fahrt zum Übernahmebereich von dort mit einer Vorwärtsfahrt in den öffentlichen Verkehr zu starten.If there is no possibility of turning the vehicle over from the transfer area to the charging station (eg vehicle lift accessible only on one side) and / or if rear docking at the charging station is desired, it may be advantageous to move from the transfer area with an initial autonomous maneuvering and maneuvering subsequent autonomous reverse drive (eg reverse directed entry into the elevator) to the charging station to drive and then after loading and after autonomous drive to the takeover area from there with a forward drive in the public transport to start.
Die Lösung ist vorteilhaft für alle Nutzer, deren Ladestationen auch Ausstiegs-/Einstiegs- und/oder auch Be- und Entladeort sind, in geschützten, sicheren, überdachten Bereichen, die aber nur schwierig und unbequem manuell anzufahren sind. Es ist insbesondere vorteilhaft für ältere und/oder behinderte Menschen und wenn z.B. der Stellplatz zum Laden (die Ladestation) auf gleicher Ebene mit der Wohnung oder direkt neben oder in der Wohnung liegt.The solution is advantageous for all users whose charging stations are also exit / entry and / or loading and unloading in protected, secure, roofed areas, but are difficult and uncomfortable to approach manually. It is particularly advantageous for elderly and / or disabled people and if e.g. the parking space for loading (the charging station) is on the same level as the apartment or directly next to or in the apartment.
Wenn es für den Nutzer in diesem Sinne noch vorteilhafter ist vor dem autonomen Andocken an der Ladestation, an einer Position z.B. mit größerem Freiraum oder mit kürzerem Weg zum Zielort z.B. unmittelbar vor der Wohnungstür das Ein-, Aussteigen, Be- oder Entladen durchzuführen, dann kann der automatisierte Ablauf derart gestaltet sein, dass ein dazu dienender Zwischenstopp erfolgt, d.h. autonome Fahrt mit Fahrer vom Übergabebereich (Einfahrt) bis zum Ausstiegs- und Entladeort, autonome Weiterfahrt ohne Fahrer zur Ladestation und Andocken mit automatisiertem Laden, nach dem Laden rufen und autonome Fahrt ohne Fahrer zum Einstiegs- und Beladeort, autonome Weiterfahrt mit Fahrer bis zum Übernahmebereich (Ausfahrt) und Übernahme der Verantwortung durch den Fahrer.If it is even more advantageous for the user in this sense before autonomous docking at the charging station, at a position e.g. with greater clearance or with a shorter route to the destination e.g. the entry, exit, loading or unloading directly in front of the front door, then the automated process can be designed so that an intermediate stop is used, ie. autonomous drive with driver from the transfer area (entrance) to the exit and unloading point, autonomous onward journey without driver to the charging station and docking with automated loading, call after loading and autonomous driving without driver to the entry and loading point, autonomous onward journey with driver up to the takeover area (Exit) and assumption of responsibility by the driver.
Besondere Vorteile der ErfindungParticular advantages of the invention
Die Vorteile der beschriebenen Lösung liegen in der Erhöhung des Nutzungskomforts und damit in der Erhöhung der Nutzungsakzeptanz von vollständig oder teilweise elektrisch betriebenen Fahrzeugen durch automatisierte Ladeprozesse der Stromspeicher und durch voll- oder quasi-automatische Herstellung des Ladekontaktes. Damit wird indirekt die Erhöhung des Anteils von Fahrzeugen auf der Basis regenerativer Energien beschleunigt und letztendlich eine Einsparung fossiler Energien und eine Reduzierung des Cθ2-Ausstoß erreicht.The advantages of the solution described lie in the increase in the comfort of use and thus in the increase in the acceptance of use of fully or partially electrically operated vehicles by automated charging processes of electricity storage and by fully or quasi-automatic production of the charging contact. This will indirectly accelerate the increase in the proportion of vehicles based on renewable energies and ultimately achieve savings in fossil energies and a reduction in CO 2 emissions.
Die Erleichterung der Nutzung von E-Fahrzeugen wird insbesondere durch Vermeidung der Schwierigkeiten beim regelmäßig erforderlichen Aufsuchen von Ladestationen und des manuellen unbequemen, lästigen und teilweise „schmutzigen" An- und Abkabelns des Fahrzeugs, im Prinzip zwischen jeder Fahrt, erreicht, sowohl im Personenwagen- als auch im Nutzfahrzeugbereich. Durch die erfindungsgemäße Autonomiefunktion entfällt für den Fahrer die regelmäßig zeit- raubende Suche einer freien und passenden Ladestation mit entsprechenden Fahr- und Fußwegen und das mit Risiken und Stress behaftete Andocken an Ladestationen insbesondere bei platzsparenden dichten Anordnungen von Ladestationen. Vorteil für den Fahrer/Nutzer ist die erreichte Stressfreiheit und Zeitersparnis. Ein wichtiger Vorteil in diesem Zusammenhang ist die Schadensvermeidung durch die erfindungsgemäß automatisierte Lösung. Im Gegensatz dazu ist beim ständigen „manuellen" Anfahren von Ladestationen (Einparken) in engen Parkhäusern entweder mit selbst verursachten Schäden oder mit Schäden im Konflikt mit anderen Verkehrsteilnehmern an Fahrzeugen, Personen oder der Infrastruktur zu rechnen. Davon werden insbesondere ältere Verkehrsteilnehmer profitieren, die besonders auf Mobilität angewiesen sind und die als Nutzer elektrisch betriebener Fahrzeuge geradezu prädestiniert sind.The alleviation of the use of e-vehicles is achieved, in particular, by avoiding the difficulties of regularly searching for charging stations and manually inconvenient, annoying and in part "dirty" connection and disconnection of the vehicle, in principle between each journey, both in passenger cars and motor vehicles. The autonomous function according to the invention eliminates the need for the driver to regularly search for a free and suitable charging station with corresponding driving and pedestrian paths and the risk of docking at charging stations, especially in the case of space-saving, dense arrangements of charging stations An important advantage in this context is the avoidance of damage by the automated solution according to the invention, in contrast to the constant "manual" approach of charging stations (parking) in narrow Parking garages either with self-caused damage or with damage in conflict with other road users to vehicles, persons or the infrastructure. This will especially benefit older road users, who are particularly dependent on mobility and who are virtually predestined as users of electrically powered vehicles.
Durch die erfindungsgemäß automatisch organisierte ständige Ladebereitschaft der Fahrzeug-Batterien an den Ladestationen an jedem beliebigen Abstellort und damit die hohe Verfügbarkeit der Speicherkapazität am Netz ergibt sich erstens eine erhebliche Kostenersparnis für den Nutzer durch die Nutzbarkeit überschüssiger regenerativer Energien (Spartarife, nachts insbesondere Wind oder gespeicherte Energie tagsüber Sonnenenergie). Zweitens, optional, wenn vom Nutzer erlaubt, ergibt sich für ihn ein weiterer Nutzen und letztlich auch ein volkswirtschaftlicher Nutzen durch das Potential der effizienten Strom- zwischenspeicherung von Energiespitzen regenerativer Energien und die spätere Wiederein- speisung ins Netz mit entsprechender Vergütung der Einspeiseleistung an den Batterie- /Fahrzeugeigentümer.Due to the invention automatically organized constant readiness to charge the vehicle batteries at the charging stations at any Abstellort and thus the high availability of storage capacity on the network, first, a significant cost savings for the user through the usability of excess renewable energy (savings tariffs, especially wind or stored at night Energy during the day solar energy). Secondly, optionally, if permitted by the user, there is a further benefit for him and, ultimately, an economic benefit through the potential of efficient electricity storage of energy peaks of regenerative energies and the subsequent re-feeding into the grid with appropriate compensation of the feed-in power to the battery - / vehicle owner.
Platzsparende Nutzung von Flächen für den ruhenden Verkehr: Da das Fahrzeug selbsttätig ohne Fahrer zum Ladeort fährt kann das Fahrzeug folglich platzsparend auf engerem Raum zum Laden abgestellt werden. Vorteil ist die Einsparung von Verkehrsflächen für den ruhenden Verkehr. Einheitliche universelle Lösung mit hoher Flexibilität durch Anpassung an beliebige Ladeorte mit variablen Anordnungen von Ladestationen und die Einbeziehung variabler/heterogener Ladeschnittstellen. Das erfindungsgemäße System bietet auch den Vorteil zur Einbeziehung automatisierter oder teilautomatisierter Parkhaus-Fördertechnik in eine automatisierte Gesamtlösung und erreicht dadurch, deren Mängel der starren „manuellen" Übergabe-, Übernahmeprinzipien, bei denen Staus und Wartezeiten für den Fahrer entstehen können, zu beseitigen und eine flexible universelle Lösung zu erreichen.Space-saving use of space for dormant traffic: Since the vehicle automatically drives to the loading location without a driver, the vehicle can thus be parked in a space-saving manner in a narrower space for loading. Advantage is the saving of traffic areas for the dormant traffic. Uniform universal solution with high flexibility by adapting to any charging locations with variable arrangements of charging stations and the inclusion of variable / heterogeneous charging interfaces. The system according to the invention also offers the advantage of incorporating automated or semi-automated multi-storey carousel technology into an automated overall solution and thereby eliminates the shortcomings of rigid "manual" handover, takeover principles that can result in congestion and waiting times for the driver and one to achieve flexible universal solution.
Für Car-Sharing-, und Mietwagen-Konzepte lässt sich mit der erfindungsgemäß automatisierten Lösung eine Kostenreduzierung (Personalkosten, Schadensvermeidung) und Qualitätsverbesserung sowie eine zukunfts- und kundenorientierte Aufwertung erreichen bis hin zur höheren Akzeptanz öffentlicher Verkehrsmittel durch die Verbesserung der Schnittstelle zwischen öffentlichem und Individualverkehr.For car-sharing, and rental car concepts can be achieved with the invention automated solution cost reduction (personnel costs, damage avoidance) and quality improvement and a future and customer-oriented revaluation up to higher acceptance of public transport by improving the interface between public and private transport ,
Schließlich umfasst die erfindungsgemäße Anordnung ein Kontakt-Set für E-Fahrzeuge, insbesondere eine bequeme, preiswerte, nachrüstbare Lösung insbesondere auch für den privaten Bereich, ein leichtgewichtiges fahrzeugseitiges Kontakt-Set für Montage am Fahr- zeug, und ein kompaktes Kontakt-Sets an der Ladestation zur Montage beispielsweise in der Garage.Finally, the inventive arrangement comprises a contact set for e-vehicles, in particular a convenient, inexpensive, retrofittable solution especially for the private sector, a lightweight vehicle-side contact set for mounting on the vehicle, and a compact contact sets on the Charging station for mounting, for example, in the garage.
Um den Stromspeicher eines Straßenfahrzeugs laden zu können, wird ein Ladekontakt zwischen einem elektrischen Kontakt, der mit einem Stromspeicher eines Straßenfahrzeugs funktional verbunden ist und einem elektrischen Kontakt, der mit einer externen Stromquelle funktional verbunden ist, hergestellt. Unter dem Begriff Kontakt ist dabei eine Anordnung elektrisch leitender Materialien zu verstehen, die bei Verbindung zweier solcher, aufeinander abgestimmter Kontakte einen Stromfluss von einem Kontakt zum anderen Kontakt erlauben, der geeignet ist einen Stromspeicher der mit einem der Kontakte funktional verbunden ist mit Strom zu laden, der von einer Stromquelle bereit gestellt wird, die mit dem anderen der Kontakte funktional verbunden ist. Ein Kontakt im Sinne der Erfindung kann einen Plus-Pol und einen Minus-Pol für Gleichstrom oder Pole für Wechsel- oder Drehstrom und ggf. weitere leitende Verbindungen umfassen oder auch einen induktiven Kontakt. Dabei sind die elektrischen Kontakte des Straßenfahrzeugs und der externen Stromquelle so ausgebildet, dass bei Ausbildung eines Ladekontakts eine elektrisch leitende Verbindung entsteht zwischen dem Stromspeicher des Straßenfahrzeugs und der externen Stromquelle. Dabei kann es sich um galvanische oder induktive Kontakte handeln. Die Kontakte können beispielsweise als Platten, Schleifen, Stecker oder in sonstiger Art und Weise ausgestaltet sein, die eine Ausbildung eines stabilen Ladekontakts erlauben. Bevorzugt sind die beiden Kontakte dabei derart aufeinander abgestimmt, dass sie in einer Art Schlüssel-Schloss- Beziehung, Messer-Scheiden-Beziehung oder Stecker-Buchse-Beziehung stehen. Sie können auch kammartig und/oder messerförmig aufeinander abgestimmt sein. Ein Ladekontakt zwischen den beiden Kontakten kann beispielsweise dadurch hergestellt werden, dass die Kontakte ineinander einfahren, aufeinander auffahren und/oder aneinander angedrückt werden. Die Kraft die notwendig ist, um einen Ladekontakt auszubilden kann beispielsweise durch die Bewegung der Annäherung des Straßenfahrzeugs in die Positionierhilfe bereitgestellt werden oder direkt oder indirekt durch das Fahrzeuggewicht. Bevorzugt wird mindestens ein Kontakt erst durch ein auslösendes Ereignis in eine Position gebracht, in der der Kontakt zur Ausbildung eines Ladekontakts zur Verfügung steht. Ein solches Ereignis kann beispielsweise die Bewegung der Annäherung des Straßenfahrzeugs in die Positionierhilfe sein oder direkt oder indirekt das Fahrzeuggewicht. Durch die Bewegung der Annäherung und direkt oder indirekt durch das Fahrzeuggewicht können die Kontakte angedrückt oder ausgefahren und angedrückt oder zum Einfahren ausgefahren oder ausgeschwenkt werden. In einer besonderen Variante können die Kontakte des Straßenfahrzeugs am Fahrzeugboden angebracht sein und ein Ladekontakt durch Auffahren auf Bodenkontakte ausgebildet werden oder durch Einfahren/Aufdrücken von federnden Kontaktverbindungen erfolgen. Die Kontakte des Straßenfahrzeugs können auch in Fahrtrichtung vorwärts/frontal, seitlich/lateral oder rückwärts/rückseitig am Fahrzeug angebracht sein und ein Ladekontakt durch Einfahren/Aufdrücken von federnden Kontaktverbindungen ausgebildet werden. Insbesondere können die elektrischen Kontakte derart ausgestaltet sein, dass die Kontakte durch die Bewegung der Annäherung des Straßenfahrzeugs in die Positionierhilfe ineinander einfahren und/oder aufeinander auffahren um einen Ladekontakt herzustellen.In order to charge the power storage of a road vehicle, a charging contact between an electrical contact, which is operatively connected to a power storage of a road vehicle and an electrical contact, which is operatively connected to an external power source made. The term contact is to be understood as meaning an arrangement of electrically conductive materials which, when two such matched contacts are connected, allow a current flow from one contact to another contact, which is suitable for charging a current memory which is functionally connected to one of the contacts provided by a power source operatively connected to the other of the contacts. A contact according to the invention may comprise a plus pole and a minus pole for direct current or poles for alternating or three-phase current and possibly further conductive connections or also an inductive contact. In this case, the electrical contacts of the road vehicle and the external power source are designed so that when forming a charging contact, an electrically conductive connection is formed between the power storage of the road vehicle and the external power source. These can be galvanic or inductive contacts. The contacts may be designed, for example, as plates, loops, plugs or in any other way that allow the formation of a stable charging contact. Preferably, the two contacts are matched to one another such that they are in a kind of key-lock relationship, knife-sheath relationship or male-female relationship. They can also be comb-like and / or knife-shaped coordinated. A charging contact between the two contacts can be made for example by that the contacts enter each other, drive towards each other and / or pressed against each other. The force necessary to form a charging contact can be provided, for example, by the movement of the approach of the road vehicle into the positioning aid or directly or indirectly by the vehicle weight. Preferably, at least one contact is brought into a position only by a triggering event, in which the contact is available for the formation of a charging contact. Such an event may be, for example, the movement of the approach of the road vehicle into the positioning aid or directly or indirectly the vehicle weight. By the movement of the approach and directly or indirectly by the vehicle weight, the contacts can be pressed or extended and pressed or extended for retraction or swung out. In a particular variant, the contacts of the road vehicle can be mounted on the vehicle floor and a charging contact can be formed by driving on ground contacts or by retracting / pressing of resilient contact connections. The contacts of the road vehicle can also be mounted forward / frontward, laterally / laterally or backwards / backward on the vehicle in the direction of travel, and a charging contact can be formed by retracting / pressing on resilient contact connections. In particular, the electrical contacts can be designed such that the contacts retract into one another by the movement of the approach of the road vehicle into the positioning aid and / or ascend one another to establish a charging contact.
Um zu verhindern, dass beim Herstellen des Ladekontaktes einer der Kontakte beschädigt wird, kann mindestens einer der Kontakte (oder beide) federnd gelagert sein, sodass eine Kraft, die eine Kraft übersteigt die notwendig ist um einen Ladekontakt auszubilden, aufgefangen werden kann und nicht zu einer Beschädigung der erfindungsgemäßen Anordnung führt. Geeignete federnde Lagerungen sind dem Fachmann bekannt.In order to prevent one of the contacts from being damaged when the charging contact is made, at least one of the contacts (or both) may be resiliently supported, so that a force exceeding a force necessary to form a charging contact can be absorbed and not increased Damage to the inventive arrangement leads. Suitable resilient bearings are known in the art.
Die erfindungsgemäße Anordnung weist eine vorlaufende Führung auf, die derart ausgebildet ist, dass die beiden elektrischen Kontakte mindestens lateral aufeinander ausrichtbar sind, sodass es zu einer gerichteten Berührung zwischen beiden Kontakten kommen kann. Dabei ist die vorlaufende Führung in der Anordnung derart positioniert, dass bei Einfahrt des Straßenfahrzeugs in die Positionierhilfe die beiden Kontakte automatisch, ohne manuelle Justierung, derart aufeinander ausrichtet, dass ein Ladekontakt erfolgreich ausgebildet werden kann. Insbesondere kann die vorlaufende Führung einen vorstehenden Dorn und einen Trichter umfassen, der derart ausgestaltet ist, dass der vorstehende Dorn in den Trichter einführbar ist, wobei entweder der Trichter oder der vorstehende Dorn mit dem Straßenfahrzeug verbunden ist. Eine vorlaufende Führung kann beispielsweise eine trichterförmige Führung und einen darin einführbaren vorstehenden Dorn umfassen. In einer besonderen Ausführung kann die Ausrichtung (Zentrierung) der beiden Kontakte aufeinander dadurch erfolgen, dass eine selbstzentrierende Führung (z.B. trichterförmige Führung, vorstehender Dorn fährt in Trichter) am Fahrzeug einen federnd gelagerten Kontaktblock einer Ladestation auf den festen Kontaktblock eines Straßenfahrzeugs zentriert und dadurch die Anfahrtoleranzen insbesondere in horizontaler, aber auch in vertikaler Richtung und in der Regel nur in geringem Maße in den restlichen Freiheitsgraden ausgleicht. In einer anderen Variante der vorlaufenden Führung kann die horizontale Ausrichtung der Kontakte über eine gabelähnliche seitliche Führung der stationären Ladekontakte erreicht werden.The inventive arrangement has a leading guide, which is designed such that the two electrical contacts are at least laterally aligned with each other, so that it can come to a directed contact between the two contacts. In this case, the leading guide is positioned in the arrangement such that upon entry of the road vehicle in the positioning aid, the two contacts automatically, without manual adjustment, aligned such that a charging contact can be successfully formed. In particular, the leading guide may comprise a protruding mandrel and a funnel configured such that the protruding mandrel is insertable into the funnel with either the funnel or the protruding mandrel connected to the road vehicle. A leading guide may comprise, for example, a funnel-shaped guide and a protruding mandrel insertable therein. In a particular embodiment, the alignment (centering) of the two contacts to each other take place in that a self-centering guide (eg funnel-shaped guide, protruding mandrel moves into funnel) centered on the vehicle a spring-mounted contact block of a charging station on the fixed contact block of a road vehicle and thereby the driving tolerances especially in the horizontal, but also in the vertical direction and in the rule compensates only to a small extent in the remaining degrees of freedom. In another variant of the leading guide, the horizontal alignment of the contacts can be achieved via a fork-like lateral guidance of the stationary charging contacts.
Insbesondere können die Kontakte im nichtkontaktierten und/oder im kontaktierten Zustand durch Abdeckung gegen Berührung geschützt sein. Eine solche Schutzabdeckung wird dann lediglich zur Ausbildung des Ladekontaktes entfernt. Insbesondere kann die erfindungsgemäße Anordnung derart gestaltet sein, dass die Kontakte im stromführenden Zustand wieder abgedeckt sind. Das Freischieben/Aufdecken/Aufklappen der Schutzabdeckungen der Kontakte an den Fahrzeugkontakten und an den stationären Kontakten kann beispiels- weise aus der Bewegung (Annäherung) durch Kraftkontakt erreicht werden.In particular, the contacts can be protected in the non-contacted and / or in the contacted state by covering against contact. Such a protective cover is then removed only to form the charging contact. In particular, the arrangement according to the invention can be designed such that the contacts are covered again in the current-carrying state. The free sliding / uncovering / unfolding of the protective covers of the contacts on the vehicle contacts and on the stationary contacts can be achieved, for example, from the movement (approach) by force contact.
Die erfindungsgemäße Anordnung weist eine Positionierhilfe für das Straßenfahrzeug auf, die derart ausgebildet ist, dass das Straßenfahrzeug in einer Fahrtrichtung fixierbar ist, wobei durch Einfahrt in die fixierte Position die beiden elektrischen Kontakte derart funktional miteinander verbunden werden, dass ein Ladekontakt entsteht und der Stromspeicher des Straßenfahrzeugs über die externe Stromquelle geladen werden kann. Die Positionierhilfe kann derart ausgebildet sein, dass mindestens ein Rad des Straßenfahrzeugs in einer Fahrtrichtung vorwärts und gegebenenfalls rückwärts fixierbar ist, so dass das Fahrzeug weder weiter in Fahrtrichtung, noch zurück rollen kann. Die Positionierhilfe kann mindestens einen Radanschlag, eine Schwelle oder eine Parkbarriere aufweisen. Insbesondere kann die Positionierhilfe eine leicht zu überfahrende Schwelle aufweisen, die einem Radanschlag, einer weiteren Schwelle oder einer Parkbarriere in einer Fahrtrichtung des Straßenfahrzeugs vorgelagert ist und derart ausgebildet ist, dass ein Rad des Straßenfahrzeugs zwischen der leicht zu überfahrenden Schwelle und dem Radanschlag, der weiteren Schwelle oder der Parkbarriere fixiert wird und dadurch ein Rückwärtsrollen des Straßenfahrzeugs während des Ladevorgangs verhindert wird. Die Positionierhilfe kann eine Radmulde sein.The arrangement according to the invention has a positioning aid for the road vehicle, which is designed such that the road vehicle can be fixed in one direction of travel, wherein the two electrical contacts are so functionally interconnected by entering the fixed position that a charging contact is formed and the power storage of Road vehicle can be charged via the external power source. The positioning aid can be designed in such a way that at least one wheel of the road vehicle can be fixed forward in one direction of travel and optionally backwards, so that the vehicle can neither continue to roll in the direction of travel nor back. The positioning aid may have at least one wheel stop, a threshold or a parking barrier. In particular, the positioning aid may have an easily accessible threshold, which is upstream of a wheel stop, a further threshold or a parking barrier in a direction of travel of the road vehicle and is designed such that a wheel of the road vehicle between the easy to be crossed threshold and the wheel stop, the other Threshold or the parking barrier is fixed, thereby preventing backward rolling of the road vehicle during the charging process is prevented. The positioning aid can be a wheel well.
Die erfindungsgemäße Anordnung kann zusätzlich eine Vorrichtung aufweisen, die derart ausgestaltet ist, dass durch die Anfahrbewegung des Straßenfahrzeugs in die Positionierhilfe einer oder mehrere der elektrischen Kontakte in eine Position gebracht werden, die die Ausbildung eines Ladekontaktes erlaubt. Insbesondere kann die Vorrichtung derart ausgestaltet sein, dass durch den Auffahrdruck eines Rades des Straßenfahrzeugs und/oder das Fahrzeuggewicht mindestens ein elektrischer Kontakt zur Ausbildung eines Ladekontakts positioniert wird. Beispielsweise kann diese Vorrichtung eine (Hebel-)Mechanik aufweisen, die bewirkt, dass durch den Auffahrdruck eines Rades des Straßenfahrzeugs mindestens ein Kontakt ausgefahren, ausgeschwenkt, angehoben oder in sonstiger Weise in eine geeignete Position zur Ausbildung eines Ladekontakts gebracht wird. Dies kann beispielsweise mit einer einseitig gelagerten federnden Fahrfläche vor dem Radanschlag der Positionierhilfe erreicht werden.The arrangement according to the invention may additionally comprise a device which is designed such that one or more of the electrical contacts are brought into a position by the approach movement of the road vehicle in the positioning aid, which allows the formation of a charging contact. In particular, the device may be designed such that at least one electrical contact is positioned to form a charging contact by the loading pressure of a wheel of the road vehicle and / or the vehicle weight. For example, this device may have a (lever) mechanism, which causes the contact pressure of a wheel of the road vehicle at least one contact extended, swung out, lifted or brought in any other way in a suitable position to form a charging contact. This can be achieved, for example, with a spring bearing surface mounted on one side in front of the wheel stop of the positioning aid.
Eine besondere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anordnung zeichnet sich dadurch aus, dass aus der Bewegung des Fahrzeugs heraus beim Anfahren einer Ladestation der Ladekontakt hergestellt wird indem bei der Annäherung durch eine vorlaufende Führung die Ladekontakte mindestens lateral (horizontal) aufeinander ausgerichtet bzw. zentriert werden und die Position in Fahrtrichtung durch einen Radanschlag fixiert wird.A particular embodiment of the arrangement according to the invention is characterized in that from the movement of the vehicle when starting a charging station of the charging contact is made by the charging contacts at least laterally (horizontally) aligned or centered on the approach by a leading guide and the position is fixed in the direction of travel by a wheel stop.
Insbesondere kann durch das Fahrzeuggewicht und/oder den Auffahrdruck eines Rades mindestens ein Schalter betätigt werden, der eine Freigabe zur Stromzuschaltung regelt. In einer weiteren Ausführung ist die Anordnung so ausgestaltet, dass nur bei ordnungsgemäß mittels der Positionierhilfe positioniertem Straßenfahrzeug, bei korrektem Fahrzeugkontakt und bei autorisierter Kommandierung eine Stromzuschaltung bzw. ein Netzkontakt hergestellt werden kann.In particular, at least one switch can be actuated by the vehicle weight and / or the loading pressure of a wheel, which regulates a release for power connection. In a further embodiment, the arrangement is designed so that only when correctly positioned by means of the positioning aid road vehicle, with correct vehicle contact and authorized Kommandierung a power connection or a network contact can be made.
Insbesondere kann die erfindungsgemäße Anordnung so ausgestaltet sein, dass abgesichert ist, dass das Straßenfahrzeug nur dann aus der Ladeposition bewegt werden kann, wenn der Netz-/Ladekontakt vorher abgeschaltet wurde.In particular, the arrangement according to the invention can be designed so that it is ensured that the road vehicle can only be moved out of the loading position if the power / charging contact has previously been switched off.
In einer weiteren Ausführung ist die Anordnung so ausgestaltet, dass eine elektronische Ladewegfahrsperre dafür sorgt, dass sich das Fahrzeug nicht starten/bewegen lässt, solange Netzkontakt besteht, während trotzdem der Zugang zum Be- und Entladen des Fahrzeugs im Ladezustand mit dem normalen Fahrzeug-Key erlaubt bleibt (z.B. zum parallelen Beladen und Batterie-Laden bis unmittelbar vor der Abfahrt!).In a further embodiment, the arrangement is designed so that an electronic Ladewegfahrsperre ensures that the vehicle can not start / move while mains contact, while still the access to load and unload the vehicle in the state of charge with the normal vehicle key remains permitted (eg for parallel loading and battery charging until just before departure!).
Die bisherige Beschreibung der Erfindung orientiert vorwiegend auf eine mechanische Anordnung der Funktionselemente, die jedoch genau so in analoger Weise vollständig oder in Teilen elektromechanisch und oder elektronisch realisiert und als Anordnung ausgeführt werden können. Zum Beispiel kann der mechanische Anschlag zur Positionsfixierung auch virtuell durch messende Sensorik und positionsgenaues Einbremsen mit Wegfahrsperre ausgeführt werden.The previous description of the invention is based primarily on a mechanical arrangement of the functional elements, which, however, can be realized in an analogous manner completely or in parts electromechanically and or electronically and executed as an arrangement. For example, the mechanical stop for position fixation can also be performed virtually by measuring sensors and position-accurate braking with immobilizer.
Auch die vorlaufende Führung und damit die laterale Ausrichtung der Ladekontakte zueinander kann durch sensorisch geführte Fahrzeugsteuerung und/oder sensorisch (laterale) Steuerung der Kontakte ausgeführt werden. Die Positionierhilfe ermöglicht eine präzise positionsgenaue Ausrichtung des Fahrzeugs zu den Ladekontakten und Fixierung in Längs-/Fahrtrichtung durch sensorisch gesteuertes oder durch Signalübertragung gesteuertes Einbremsen/Anfahren.Also, the leading guide and thus the lateral alignment of the charging contacts to each other can be performed by sensor-guided vehicle control and / or sensory (lateral) control of the contacts. The positioning aid enables a precise positional alignment of the vehicle to the charging contacts and fixation in the longitudinal / driving direction by sensor-controlled or signal transmission controlled braking / starting.
Eine elektronische Wegfahrsperre sorgt dafür, dass die sichere Stromzuschaltung nur im kontaktierten Zustand erfolgt.An electronic immobilizer ensures that the safe power connection is made only in the contacted state.
Auch die Kontaktherstellung kann durch sensorisch ausgelöstes und/oder gesteuertes Ausfahren/Ausschwenken/Anheben/Absenken von Kontakten ausgeführt werden, ebenso umgekehrt das Lösen der Kontakte nach dem Laden.The contact production can be carried out by sensory triggered and / or controlled extension / swinging / lifting / lowering of contacts, as well as the reverse of the release of the contacts after loading.
Ein Vorteil der virtuellen Fixierung/Wegfahrsperre ist es auch, dass das Fahrzeug nach dem Laden in Fahrtrichtung sensorgesteuert weiterfahren kann, was dem Prinzip der beschriebenen Ladelinien (induktiv oder konduktiv) entspricht.It is also an advantage of the virtual immobilizer / immobilizer that the vehicle can continue to drive in a sensor-controlled manner after loading in the direction of travel, which corresponds to the principle of the charging lines (inductive or conductive) described.
Die erfindungsgemäße Anordnung kann auch vorteilhaft vollständig oder in Teilen für das quasi-automatisierte kabellose Laden von vollständig oder teilweise elektrisch betriebenen zweirädrigen Straßenfahrzeugen eingesetzt werden, z.B. für E-Motorräder, E-Motorroller, E- Mopeds, E-Fahrräder. Vorteilhaft kann hierbei die vorlaufende Führung und/oder die Positio- nierhilfe so gestaltet sein, dass das Fahrzeug dabei auch während des Ladens in der aufrechten Lage gehalten wird, z.B. durch Formschluss oder Kraftschluss in der Ladeposition. Die Anordnung ersetzt dann fürs Laden den konventionellen Zweiradständer durch einen neuartigen E-Lade-Zweiradständer.The arrangement according to the invention may also advantageously be used in whole or in part for the quasi-automated wireless charging of fully or partially electrically powered two-wheeled road vehicles, e.g. for e-motorcycles, e-scooters, e-mopeds, e-bikes. In this case, advantageously, the leading guide and / or the positioning aid can be designed in such a way that the vehicle is also kept in the upright position during loading, e.g. by positive locking or traction in the loading position. The arrangement then replaces the conventional two-wheeled bicycle stand with a new e-charging bicycle stand for charging.
Beispiel Automatisiertes Laden Elektro-/Hybrid-BusseExample Automated charging electric / hybrid buses
Bei Bussen mit Stromspeichern (SuperCaps, Batterien), können die Stromspeicher vorteilhaft an Haltestellen oder auf Fahrwegen oder Fahrwegabschitten auf- oder nachgeladen werden, an Haltestellen punktuell oder als Linienabschnitt, induktiv über Spulen oder konduktiv über galvanische Kontakte.On buses with power storage (SuperCaps, batteries), the power storage can advantageously be loaded or recharged at stops or on driveways or Fahrwegabschitten, at stops or points as a line section, inductively via coils or conductively via galvanic contacts.
Erfindungsgemäß werden die konduktiven und/oder induktiven Ladestationen, -linien durch das Fahrzeug (Bus) sensorgesteuert automatisiert angesteuert, so dass eine sensorgesteuerte präzise Ausrichtung der Kontakte zueinander und eine präzise Positionierung am Ladekontakt, auf der Ladelinie erreicht wird, wodurch beim induktiven Laden ein verbesserter Wirkungsgrad der Energieübertragung und damit ein effizienteres Laden (schneller bzw. höhere Energiemenge) erreicht wird, ggf. mit automatisiertem Absenken/Anlegen der Ladekontakte, wobei beispielsweise im Stand jeweils das Absenken auf den Nullspalt und vor Weiterfahrt das Anheben erfolgt. Die Position der Ladekontakte an den Haltestellen wird dabei in vorteilhafter Weise derart zur Haltestelle angeordnet, dass neben dem verbesserten Wirkungsgrad des Ladens durch das automatisierte positionsgenaue Anfahren der Ladekontakte, -linien auch die sichere und verschleißfreie dichte Haltestellenanfahrt erreicht, wodurch ein höherer Komfort für Passagiere durch niveaugleiches und nahezu lückenfreies Ein-/Aussteigen, eine vorteilhafte Fahrerentlastung durch sensorgesteuerte automatisierte Fahrzeugführung und Kollisionsvermeidung und geringere Schadenskosten (z.B. Vermeidung von Schäden an Rädern/Reifen durch Bordsteinkollisionen bei manueller Fahrweise) für den Betreiber erreicht wird.According to the invention, the conductive and / or inductive charging stations, lines are automatically controlled by the vehicle (bus) sensor-controlled, so that a sensor-controlled precise alignment of the contacts to each other and a precise positioning on the charging contact, on the loading line is achieved, whereby the inductive charging an improved Efficiency of energy transfer and thus a more efficient charging (faster or higher amount of energy) is achieved, possibly with automated lowering / applying the charging contacts, for example, in the state each lowering to the zero gap and before continuing the lifting takes place. The position of the charging contacts at the stops is arranged in an advantageous manner to the stop, that in addition to the improved efficiency of the store by the automated accurate position starting of the charging contacts, lines also achieved the safe and wear-free dense stop approach, creating a higher level of comfort for passengers level and virtually gap-free entry / exit, an advantageous driver relief by sensor-controlled automated vehicle management and collision avoidance and lower damage costs (eg avoidance of damage to wheels / tires by curb collisions in manual driving) for the operator is achieved.
Beispiel Automatisiertes Laden in automatisierten ParkhäusernExample Automated loading in automated parking garages
Bei automatisierten Parkhäusern mit Palettentechnik können die Paletten jeweils mit Ladekontakt versehen sein, wobei die Kontaktherstellung bereits beim manuellen, assistierten oder automatisierten Ein-/Auffahren auf Paletten und das Stromzuschalten dann entweder sofort oder am Palettenabstellort erfolgt.In automated parking garages with pallet technology, the pallets can each be provided with charging contact, wherein the contact is already made during manual, assisted or automated on / off on pallets and power switching either immediately or at the pallet storage.
Falls die Paletten permanent mit dem Stromnetz verbunden sind, kann die Stromzuschaltung und Netzverbindung unmittelbar nach der Kontaktherstellung erfolgen. Andernfalls erfolgt die Stromzuschaltung erst am Abstellort der Palette durch eine zweite Kontaktherstellung der Palette mit dem Netz am Abstellplatz. Bei automatisierten Parkhäusern ohne Palettentechnik erfolgt die Ladekontaktherstellung und Stromzuschaltung in erfindungsgemäßer Weise am Abstellort des Fahrzeugs.If the pallets are permanently connected to the power grid, the power and network connection can be made immediately after the contact. Otherwise, the power is switched on only at the place of storage of the pallet by a second contact making the pallet with the network at the parking. In automated parking garages without pallet technology, the charging contact production and power connection takes place according to the invention at the parking place of the vehicle.
Beispiel Induktives Laden während der FahrtExample Inductive charging while driving
Mit der Erfindung ist auch ein induktives Laden während der Fahrt möglich.With the invention, an inductive charging while driving is possible.
Beim induktiven Laden während der Fahrt erfolgt die vorteilhafte präzise Ausrichtung der Ladekontakte zueinander als Voraussetzung einer akzeptablen Energieübertragung hier zunächst durch die automatisierte präzise sensorgesteuerte Navigation auf Basis von Umgebungsmerkmalen. Weiterhin wird die induktiv gemessene relative Lage der Ladekontakt zueinander als zusätzliche Messgröße zur Feinregelung der Kontaktausrichtung herangezogen. Die Verringerung des Luftspaltes zur Verbesserung der Energieübertragung erfolgt durch sensorische Regelung auf den jeweils geschwindigkeitsabhängig regelbaren Minimalspalt. Im Stand erfolgt jeweils das Absenken auf den Nullspalt und vor Weiterfahrt das Anheben. Der resultierende Stromfluss dient als Bewertungskriterium.When inductive charging while driving the advantageous precise alignment of the charging contacts to each other as a prerequisite of an acceptable energy transfer takes place here initially by the automated precise sensor-controlled navigation based on environmental features. Furthermore, the inductively measured relative position of the charging contact to each other is used as an additional measure for fine adjustment of the contact alignment. The reduction of the air gap to improve the energy transfer takes place by sensory control to the respective speed-dependent controllable minimum gap. In the state each lowering to the zero gap and before continuing the lifting takes place. The resulting current flow serves as an evaluation criterion.
Der geschwindigkeitsabhängig geregelt abgesenkte Ladekontakt wird in Fahrtrichtung sensorisch überwacht und der Bodenabstand geregelt, um Schäden (durch Bodenverhältnisse, Hindernisse) zu vermeiden, je nach Qualität der Fahrbahninfrastruktur bzw. des Fahrbahnprofils. Die vorliegende Erfindung umfasst auch eine Verwendung einer erfindungsgemäßen Anordnung zur Herstellung eines Ladekontaktes von vollständig oder teilweise elektrisch betriebenen Straßenfahrzeugen, wobei das Straßenfahrzeug autonom bewegt werden kann und/oder wobei zur Herstellung des Ladekontaktes keine Person im Straßenfahrzeug anwesend ist.The speed-dependent regulated lowered charging contact is sensory monitored in the direction of travel and the ground clearance regulated to avoid damage (by soil conditions, obstacles), depending on the quality of the road infrastructure and the roadway profile. The present invention also includes a use of an inventive arrangement for producing a charging contact of fully or partially electrically operated road vehicles, wherein the road vehicle can be moved autonomously and / or wherein no person is present in the road vehicle for the production of the charging contact.
Die erfindungsgemäße Anordnung dient in erster Linie für privat reservierte Ladestationen und für das regelmäßige Batterieladen und die Netzverbindung von Batterien am Wohnort über Nacht oder tagsüber am Arbeitsort.The inventive arrangement is used primarily for privately reserved charging stations and for regular battery charging and network connection of batteries at home over night or during the day at work.
Darüber hinaus kann die Anordnung für reservierte Ladestationen für Mietwagen oder im CarSharing-Service eingesetzt werden, darüber hinaus aber auch als einheitliche Standardlösung allgemein.In addition, the arrangement can be used for reserved charging stations for rental cars or in CarSharing service, but also as a uniform standard solution in general.
Die vorgesehene kompakte Gestaltung der erfindungsgemäßen Anordnung bietet für Lade- stationen/-säulen eine geschlossene Baugruppe, die elektrisch per fest installiertem Kabel an die Wandstation angeschlossen wird. Eine Justierung der Nullstellung der lateral ausrichtbaren Ladekontakte erlaubt die Anpassung der geometrischen Verhältnisse zwischen Rad und Anordnung der Ladekontakte für den betreffenden Fahrzeugtyp.The proposed compact design of the arrangement according to the invention provides for charging stations / columns a closed assembly, which is electrically connected by permanently installed cable to the wall station. An adjustment of the zero position of the laterally alignable charging contacts allows the adaptation of the geometric relationships between the wheel and the arrangement of the charging contacts for the relevant vehicle type.
Eine Standardisierung der Maße ist wünschenswert. Eine mechanische oder elektrisch gesteuerte Anpassung machbar. Die Wandstation verwaltet und steuert die Stromzu- schaltung, das Laden und die Stromnetzanbindung. Bisher wird den Wandstationen das Ladekabel entnommen und mit der Fahrzeugsteckdose verbunden.Standardization of the dimensions is desirable. A mechanical or electrically controlled adjustment feasible. The wall station manages and controls the power supply, charging and the power grid connection. So far, the charging stations is removed from the wall stations and connected to the vehicle socket.
Die Montage der Baugruppe erfolgt vorzugsweise als Aufbodenmontage, flach auf dem Boden vergleichbar einem Bumper in Spielstraßen oder in den Boden eingelassen oder als Säule im Raum oder mit teilweiser Wandmontage z.B. an der rückwärtigen Wand in Garage oder Parkhaus.The assembly of the assembly is preferably carried out as an on-floor mounting, flat on the ground comparable to a bumper in play streets or in the ground embedded or as a pillar in the room or with partial wall mounting e.g. on the back wall in garage or parking garage.
Anwendung im Innenbereich: Einfahren in die Ladestation vorwärts oder rückwärts je nach Gegebenheit an der Ladestationen in Garage, Carport, in Tiefgaragen, Parkhäusern, etc. In der Regel wird vorwärts gerichtetes Anfahren der Ladestation bevorzugt. In zahlreichen praktischen Fällen ist allerdings nur rückwärts gerichtetes Anfahren möglich.Indoor use: Entry into the charging station forward or backward, depending on the circumstances at the charging stations in the garage, carport, underground car parks, multi-storey car parks, etc. As a rule, forward loading of the charging station is preferred. In many practical cases, however, only backward starting is possible.
Anwendung im Außenbereich: Einfahren in Ladestationen im öffentlichen Raum auf Parkplätzen mit Prinzipien vergleichbar den Außensteckdosen mit Abdeckungen. Die Lösung dient vorzugsweise der quasi-automatisierten Ladekontaktherstellung beim manuellen Anfahren durch individuelle Fahrer, ggf. auch mit Unterstützung von Assistenzsystemen oder durch automatisches Anfahren. Durch das Anfahren der Ladeposition werden über die Vorrichtung die Toleranzen ausgeglichen.Outdoor use: driving in charging stations in public areas on car parks with principles comparable to the external sockets with covers. The solution is preferably the quasi-automated charging contact during manual start by individual driver, possibly also with the assistance of assistance systems or by automatic start. By approaching the loading position tolerances are compensated by the device.
Die quasi-automatisierte mechanische Herstellung des Ladekontaktes zum Laden von E- Fahrzeugen, erfolgt insbesondere ohne zusätzliche Hilfsenergie, d.h. quasi-automatisches Andocken an Ladestationen.The quasi-automated mechanical production of the charging contact for charging electric vehicles, takes place in particular without additional auxiliary energy, i. quasi-automatic docking at charging stations.
Die Anfahrt kann allgemein, aktiv fahrend manuell gesteuert durch Fahrer, geschoben oder gezogen durch Fördertechnik oder über eine schiefe Ebene anrollend, mit einer niedrigen Geschwindigkeit, vergleichbar dem Einrollen in die Garage erfolgen, d.h. die Herstellung des Ladekontaktes erfolgt mit der restlichen kinetischen Energie aus der Fahrbewegung bis zumThe approach can generally, actively driving controlled manually by the driver, pushed or pulled by conveyor or on a sloping plane, rolling at a low speed, comparable to rolling into the garage done, i. the production of the charging contact is made with the remaining kinetic energy from the driving movement to
Stillstand,standstill
Die Toleranzen der Positionierung und Ausrichtung und die Toleranzen gegenüber unterschiedlich starken Anfahrkräften bei individuellen Fahrstilunterschieden werden durch eine geführte Federung der Kontakthalterung ausgeglichen, wobei mit einer geführten Federung und einer schwimmenden Lagerung, die Lose und das Spiel für die Zentrierung und den Toleranzausgleich erreicht wird und dass nach Lösen des Kontaktes die Rückführung der stationären Ladekontakte in die mittlere Nulllage erfolgt.The tolerances of positioning and alignment and the tolerances against different strong starting forces in individual driving style differences are compensated by a guided suspension of the contact holder, which is achieved with a guided suspension and a floating bearing, the lots and the game for centering and tolerance compensation and that after releasing the contact, the return of the stationary charging contacts in the middle zero position takes place.
Ein weiterer Vorteil ist die verschleißarm geführte Zentrierung und Federung der Kontakte.Another advantage is the low-wear guided centering and suspension of the contacts.
Die Schutzabdeckung der Kontakte am Fahrzeug und der Ladestationen dienen zum Schutz vor Spritz- bzw. Regenwasser und zum Schutz von Personen, Tieren, etc.The protective cover of the contacts on the vehicle and the charging stations are used to protect against splash or rainwater and to protect people, animals, etc.
Die vorlaufende zentrierende Führung (z.B. Dornspitze) kann auch zum Wegschieben/ Aufklappen von Schutzabdeckungen über den Kontakten dient. Der Netzkontakt wird in der Regel während der gesamten Standzeit bestehen bleiben, um effizient preiswerten regenerativ erzeugten Strom zu laden bzw. um optional als Netzstromspeicher zur Verfügung zu stehen.The leading centering guide (e.g., mandrel tip) may also serve to push / unfold protective covers over the contacts. Mains contact will generally remain in operation for the entire service life in order to efficiently charge low-cost renewable electricity or to be optionally available as mains electricity storage.
Fahrzeugseitig ist vorzugsweise die geschützte Anordnung der Ladekontakte am Fahr- zeugboden geeignet. Die Anordnung integrierter Steckdosen frontal oder am Heck des Fahrzeugs zu der hier beschriebenen automatisierten Ladekontaktherstellung bietet preiswerte Lösungen, greift aber stark ins Fahrzeugdesign ein.On the vehicle side, the protected arrangement of the charging contacts on the vehicle floor is preferably suitable. The arrangement of integrated sockets frontally or at the rear of the vehicle to the automated charging contact production described here offers low-cost solutions, but strongly intervenes in the vehicle design.
Die erfindungsgemäße Anordnung eignet sich insbesondere für die Verwendung in unten beschriebenen Verfahren und Vorrichtungen. Die Erfindung wird nachfolgend in einem Ausführungsbeispiel und anhand der dazugehörigen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:The arrangement according to the invention is particularly suitable for use in methods and devices described below. The invention will be explained in more detail in an embodiment and with reference to the accompanying drawings. Show it:
FIG. 1 Schematische Darstellung eines Verfahrens zum Laden von vollständig oder teilweise elektrisch betriebenen FahrzeugenFIG. 1 Schematic representation of a method for charging fully or partially electrically powered vehicles
FIG. 2 Schematische Darstellung eines Ladeortes im Verhältnis zum Übergabe/ÜbernahmebereichFIG. 2 Schematic representation of a loading location in relation to the transfer / takeover area
FIG. 2A Schematische Darstellung eines Ladeortes im Verhältnis zum Übergabe/Über- nahmebereich mit platzsparend automatisiertem rückwärts AnfahrenFIG. 2A Schematic representation of a loading location in relation to the transfer / takeover area with space-saving automated reverse approach
FIG. 2B Schematische Darstellung eines Ladeortes im Verhältnis zum Übergabe/Übernahmebereich mit Ausscher-OptionFIG. 2B Schematic representation of a loading location in relation to the transfer / takeover area with Ausscher option
FIG. 3 Schematische Darstellung ausgewählter automatisierter Ladekontakte FIG. 4 Herstellung des Ladekontakts elektrisch betriebener Straßenfahrzeuge FIG. 5 Beispiele für Ladekontakte elektrisch betriebener StraßenfahrzeugeFIG. 3 Schematic representation of selected automated charging contacts FIG. 4 Preparation of the charging contact of electrically operated road vehicles FIG. 5 examples of charging contacts of electrically powered road vehicles
FIG. 6 Beispiel für eine Positionierhilfe mit einer Vorrichtung zur Positionierung einesFIG. 6 Example of a positioning aid with a device for positioning a
Kontaktes FIG. 7 Beispiele für Kontakte und vorlaufende FührungContact FIG. 7 examples of contacts and leading leadership
Die Fig. 1 bis 3 zeigen anschaulich das Verfahren zum Laden von vollständig oder teilweise elektrisch betriebenen Fahrzeugen, die Darstellung von Ladeorten im Verhältnis zum Übergabe/Übernahmebereich sowie Beispiele automatisierter Ladekontakte. In Fig. 4 ist beispielhaft gezeigt, wie ein Ladekontakt mittels einer erfindungsgemäßen Anordnung hergestellt werden kann. Das Straßenfahrzeug weist einen Stromspeicher und einen damit funktional verbundenen Kontakt auf. Der Fahrzeugkontakt ist dabei am Boden des Straßenfahrzeugs angeordnet. Auf dem Boden befindet sich eine Positionierhilfe mit einer leicht zu überfahrenden Schwelle und einem Radanschlag, die so angebracht sind, dass das Straßenfahrzeug in einer gewünschten Position fixiert werden kann. Der Kontakt der externen Stromquelle ist so angebracht, dass ein Ladekontakt hergestellt werden kann zwischen dem Kontakt des Straßenfahrzeugs in der fixierten Position und dem Kontakt der externen Stromquelle. Der Ladevorgang kann beispielsweise durch ein Kommando des Fahrers eingeleitet werden oder automatisch durch ein Kommando des Straßenfahrzeugs. In Fig. 5 sind beispielhaft verschiedene Ausführungsformen von geeigneten Kontakten der erfindungsgemäßen Anordnung dargestellt. Die Kontakte können so ausgestaltet sein, dass sie erst bei Bedarf in eine Position gebracht werden, die die Ausbildung eines Ladekontakts erlaubt. Dies kann z.B. durch Ausklappen und/oder Aufklappen erreicht werden. Bevorzugt ist mindestens einer der Kontakte gefedert gelagert, um einen Aufprall der beiden Kontakte aufeinander bei der Ausbildung des Ladekontaktes zu dämpfen und somit Beschädigungen der Anordnung zu vermeiden. In Fig. 6 ist beispielhaft gezeigt, wie eine Positionierhilfe mit einer Vorrichtung zur Auslösung der Ausbildung eines Ladekontakts angeordnet sein kann. Die in Fahrtrichtung zu überfahrende Schwelle ist mit einem Schalter verbunden, der ausgelöst wird, wenn ein Rad des Straßenfahrzeugs die fixierte Position erreicht hat. Über einen solchen Schalter kann die Einleitung und Unterbrechung eines Ladevorgangs gesteuert werden. Zwischen der zu überfahrenden Schwelle und dem fixierenden Radanschlag befindet sich eine Hebelmechanik, die, ausgelöst durch das Erreichen der fixierten Position durch eine Rad des Straßenfahrzeugs, dafür sorgt, dass ein Kontakt in eine Position gebracht wird, die die Ausbildung eines Ladekontakts erlaubt. Fig. 7 zeigt beispielhaft, wie die Kontakte gemeinsam mit einer vorlaufenden Führung ausgestaltet sein können. Dabei können jeweils ein Kontakt und ein Bestandteil der Führung baulich miteinander verbunden sein in Form eines Steckers oder einer passenden Buchse. Die Kontakte und die vorlaufende Führung der erfindungsgemäßen Anordnung können aber auch unabhängig voneinander, baulich nicht direkt miteinander in einer gemeinsamen Vorrichtung angeordnet vorliegen. FIGS. 1 to 3 clearly show the method for charging fully or partially electrically operated vehicles, the display of loading locations in relation to the transfer / transfer area and examples of automated charging contacts. FIG. 4 shows by way of example how a charging contact can be produced by means of an arrangement according to the invention. The road vehicle has a power storage and a contact functionally connected thereto. The vehicle contact is arranged at the bottom of the road vehicle. On the floor there is a positioning aid with an easy to cross threshold and a wheel stop, which are mounted so that the road vehicle can be fixed in a desired position. The contact of the external power source is arranged so that a charging contact can be made between the contact of the road vehicle in the fixed position and the contact of the external power source. The charging process can be initiated, for example, by a command from the driver or automatically by a command of the road vehicle. In Fig. 5, various embodiments of suitable contacts of the inventive arrangement are shown by way of example. The contacts can be designed so that they are brought only when needed in a position that allows the formation of a charging contact. This can be achieved, for example, by unfolding and / or unfolding. Preferably, at least one of the contacts is sprung mounted to dampen an impact of the two contacts each other in the formation of the charging contact and thus to avoid damage to the arrangement. FIG. 6 shows by way of example how a positioning aid can be arranged with a device for triggering the formation of a charging contact. The threshold to be traveled in the direction of travel is connected to a switch, which is triggered when a wheel of the road vehicle has reached the fixed position. Such a switch can be used to control the initiation and interruption of a charging process. Between the threshold to be crossed and the fixing wheel stop is a lever mechanism, which, triggered by the reaching of the fixed position by a wheel of the road vehicle, ensures that a contact is brought into a position which allows the formation of a charging contact. Fig. 7 shows an example of how the contacts can be configured together with a leading guide. In each case, a contact and a part of the guide can be structurally connected to each other in the form of a plug or a matching socket. However, the contacts and the leading-edge guide of the arrangement according to the invention can also be present independently of one another, structurally not arranged directly in one another in a common device.

Claims

Patentansprüche: claims:
1. Verfahren zum automatischen Laden von vollständig oder teilweise elektrisch betriebenen Fahrzeugen, dadurch gekennzeichnet, dass: a) ein Fahrzeug eingesetzt wird, das ausgestattet ist mit: i) Sensoren zur Umgebungserfassung, Navigation und Kollisionsvermeidung; ii) einer Fahrzeugsteuerung zum selbstgesteuerten Fahren des Fahrzeugs; iii) einem Ladesystem zum elektrischen Laden des Fahrzeugs und vi) mindestens einem Ladekontakt, der mit mindestens einem Ladekontakt der Lade- Station am Ladeort funktional verbindbar ist; b) ein Ladeort verwendet wird, der ausgestattet ist mit mindestens einer Ladestation, die mindestens einen Ladekontakt aufweist, der mit einem Ladekontakt eines zu ladenden Fahrzeugs funktional verbindbar ausgestaltet ist; c) das Fahrzeug an einem beliebigen Startpunkt in einem Übergabebereich startet; d) das Fahrzeug selbstgesteuert einen ausgewählten Ladeort ansteuert; e) am ausgewählten Ladeort zwischen dem Fahrzeug und der Ladestation des Ladeortes ein Ladekontakt besteht; f) das Fahrzeug selbstgesteuert den Ladeort verlässt und einen ausgewählten Übernahmebereich anfährt.A method of automatically charging fully or partially electrically operated vehicles, characterized in that: a) a vehicle is used which is equipped with: i) sensors for environmental detection, navigation and collision avoidance; ii) a vehicle controller for self-propelled driving of the vehicle; iii) a charging system for electrically charging the vehicle and vi) at least one charging contact operatively connectable to at least one charging contact of the charging station at the charging location; b) a loading location is used, which is equipped with at least one charging station, which has at least one charging contact, which is designed to be functionally connectable to a charging contact of a vehicle to be charged; c) the vehicle starts at any starting point in a transfer area; d) the vehicle automatically controls a selected loading location; e) there is a charging contact at the selected charging location between the vehicle and the charging station of the charging location; f) the vehicle leaves the loading location on its own and moves to a selected takeover area.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das verwendete Fahrzeug und der Ladeort jeweils eine Kommunikationsschnittstelle aufweist, die eine vorzugsweise direkte Kommunikation und Datenaustausch zwischen Fahrzeug und Ladeort ermöglicht, wobei die Kommunikation über Funk, Mobilfunk, optisch, über Kabelver- bindung und/oder mittels RFID erfolgt und/oder dass die Kommunikationsschnittstellen des Fahrzeugs und des Ladeortes derart ausgestaltet sind, dass eine Kommunikation mit verschiedenen Ladeorten und/oder verschiedenen Fahrzeugen möglich ist.2. The method according to claim 1, characterized in that the vehicle used and the charging location each having a communication interface, which allows a preferably direct communication and data exchange between the vehicle and charging location, said communication via radio, mobile, optical, cable connection and / or by means of RFID and / or that the communication interfaces of the vehicle and the loading location are configured such that communication with different loading locations and / or different vehicles is possible.
3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Fahrer im Übergabebereich eine selbstgesteuerte Anfahrt eines Ladeortes durch das Fahrzeug auslöst vorzugsweise durch Verschließen des Fahrzeugs und/oder das Fahrzeug nach Abschluss des Ladevorgangs, nach Ablauf einer vorher festgelegten Verweilzeit und/oder auf Anweisung des Fahrers oder eines Ladeortsystems selbständig den Ladeort verlässt und einen ausgewählten Übernahmebereich anfährt.3. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the driver in the transfer area a self-controlled approach of a charging location by the vehicle triggers preferably by closing the vehicle and / or the vehicle after completion of the charging process, after expiry of a predetermined residence time and / or on the instructions of the driver or a loading point system autonomously leaves the loading point and moves to a selected takeover area.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass nach Maßgabe des Ladebedarfs, der festgelegten Verweilzeit und/oder der Fahrzeugparameter ein Ladeort bestimmt und durch das Fahrzeug selbstgesteuert angefahren wird. 4. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that determined in accordance with the load requirement, the specified residence time and / or the vehicle parameters, a charging location and is approached by the vehicle self-controlled.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ladekontakt zwischen Fahrzeug und Ladestation galvanisch oder induktiv gestaltet ist und/oder selbsttätig oder robotisch hergestellt wird und/oder dass der Ladekontakt am Fahrzeug und/oder an der Ladestation punktförmig und/oder linienförmig ausgebildet ist.5. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the charging contact between the vehicle and charging station is designed galvanic or inductive and / or automatically or robotically produced and / or that the charging contact on the vehicle and / or at the charging point punctiform and / or is formed linear.
6. Ladeortsystem, umfassend: a) eine Sende- und eine Empfangseinheit, die eine Kommunikation mit einem Ladeassistenzsystem gemäß Anspruch 1 1 erlaubt; b) eine Speichereinheit; c) eine Recheneinheit, die eingehende Daten eines Ladeassistenzsystems erkennt, verrechnet und ein Ergebnis ausgibt, dass in Daten bestehen kann, die an das Ladeassistenzsystem zurückgesendet werden oder an eine Ladestation übermittelt werden.A location system, comprising: a) a transmitting and receiving unit allowing communication with a charging assistance system according to claim 1 1; b) a storage unit; c) a computing unit that recognizes incoming data of a charging assistance system, charges and outputs a result that may consist in data that is returned to the charging assistance system or transmitted to a charging station.
7. Ladeortsystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Ladeortsystem zusätzlich eine Leitsteuerung aufweist, die mit einer Fahrzeugsteuerung zum selbstgesteuerten Fahren eines zu ladenden Fahrzeugs derart funktional kommunizieren kann, dass das Fahrzeug zu einem ausgewählten Ladeort geleitet wird.7. Ladeortsystem according to claim 6, characterized in that the Ladeortsystem additionally comprises a pilot control that can communicate with a vehicle control for self-driving a vehicle to be loaded so functional that the vehicle is directed to a selected loading location.
8. Ladeassistenzsystem, umfassend: a) eine Sende- und eine Empfangseinheit, die eine Kommunikation mit einem Ladeortsystem gemäß Anspruch 9 oder 10 erlaubt; b) eine Anzeigeeinheit, auf der dem Benutzer Daten optisch und/oder akustisch angezeigt werden; c) eine Eingabeeinheit, mit der der Benutzer Daten in das Ladeassistenzsystem eingeben kann; d) eine Recheneinheit, die unter Berücksichtigung vorgebbarer Parameter Ladeorte auswählt.A charging assistance system comprising: a) a transmitting and receiving unit allowing communication with a charging site system according to claim 9 or 10; b) a display unit on which the user data is visually and / or acoustically displayed; c) an input unit with which the user can enter data into the charging assistance system; d) an arithmetic unit which selects loading locations taking into account predefinable parameters.
9. Ladeassistenzsystem nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass über die Eingabeeinheit eine Vorgabe einstellbar ist, insbesondere eine Zeitvorgabe zu der das Fahrzeug an einem festgelegten Übernahmeort sein soll und/oder eine Reichweiteangabe, die nach erfolgtem Ladevorgang mindestens erreichbar ist und/oder dass das Ladeassistenzsystem derart ausgestaltet ist, dass einem Ladeortsystem Fahrzeugparameter, insbesondere Fahrzeugdimensionen, -typ, -ladekontakttyp, Ladezustand und/oder gewünschte Verweildauer mitteilbar sind. 9. charging assistance system according to claim 8, characterized in that via the input unit, a default is adjustable, in particular a timing to which the vehicle is to be at a specified pickup location and / or a range specification, which is at least achievable after the loading process and / or that Charging assistance system is configured such that a Ladeortsystem vehicle parameters, in particular vehicle dimensions, type, -ladekontakttyp, state of charge and / or desired residence time are communicated.
10. Ladesystem umfassend ein Ladeortsystem nach einem der Ansprüche 6 bis 7 und ein fahrzeugseitiges Ladeassistenzsystem nach einem der Ansprüche 8 bis 9, die derart funktional aufeinander abgestimmt sind, dass eine vorzugsweise direkte Kommunikation zwischen einem Ladeortsystem und einem Ladeassistenzsystem möglich ist.10. charging system comprising a Ladeortsystem according to any one of claims 6 to 7 and a vehicle-side charging assistance system according to one of claims 8 to 9, which are so functionally matched to one another that a preferably direct communication between a Ladeortsystem and a charging assistance system is possible.
1 1. Anordnung zur Herstellung eines Ladekontaktes von vollständig oder teilweise elektrisch betriebenen Straßenfahrzeugen, umfassend a) einen elektrischen Kontakt, der mit einem Stromspeicher eines Straßenfahrzeugs funktional verbunden ist; b) einen elektrischen Kontakt, der mit einer externen Stromquelle funktional verbunden ist; c) eine vorlaufende Führung, die derart ausgebildet ist, dass die beiden elektrischen Kontakte mindestens lateral aufeinander ausrichtbar sind, so dass es zu einer gerichteten Berührung zwischen beiden Kontakten kommen kann; d) eine Positionierhilfe für das Straßenfahrzeug, die derart ausgebildet ist, dass das1 1. An arrangement for producing a charging contact of fully or partially electrically powered road vehicles, comprising: a) an electrical contact, which is operatively connected to a power storage of a road vehicle; b) an electrical contact operatively connected to an external power source; c) a leading guide, which is designed such that the two electrical contacts are at least laterally aligned with each other, so that it can come to a directed contact between the two contacts; d) a positioning aid for the road vehicle, which is designed such that the
Straßenfahrzeug in einer Fahrtrichtung fixierbar ist, wobei durch Einfahrt in die fixierte Position die beiden elektrischen Kontakte derart funktional miteinander verbunden werden, dass ein Ladekontakt entsteht und der Stromspeicher des Straßenfahrzeugs über die externe Stromquelle geladen oder optional durch Netzeinspeisung entladen werden kann.Road vehicle can be fixed in one direction, wherein by entering the fixed position, the two electrical contacts are so functionally interconnected that a charging contact is formed and the power storage of the road vehicle can be charged via the external power source or optionally discharged by mains supply.
12. Anordnung nach Anspruch 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Positionierhilfe derart ausgebildet ist, dass mindestens ein Rad des Straßenfahrzeugs in einer Fahrtrichtung vorwärts und gegebenenfalls rückwärts fixierbar ist und/oder die Positionierhilfe min- destens einen Radanschlag, eine Schwelle oder eine Parkbarriere aufweist und/oder eine leicht zu überfahrende Schwelle aufweist, die einem Radanschlag, einer weiteren Schwelle oder einer Parkbarriere in einer Fahrtrichtung des Straßenfahrzeugs vorgelagert ist und derart ausgebildet ist, dass ein Rad des Straßenfahrzeugs zwischen der leicht zu überfahrenden Schwelle und dem Radanschlag, der weiteren Schwelle oder der Parkbarriere fixiert wird und ein Rückwärtsrollen des Straßenfahrzeugs während des Ladevorgangs verhindert wird und/oder die Positionierhilfe mindestens eine Radmulde ist und/oder die Positionierhilfe durch sensorische Positionsbestimmung und elektronischen Bremseingriff realisiert wird.12. Arrangement according to claim 1 1, characterized in that the positioning aid is designed such that at least one wheel of the road vehicle in a direction forward and optionally backward is fixed and / or the positioning at least one wheel stop, a threshold or a parking barrier has and / or has an easily accessible threshold, which is upstream of a wheel stop, another threshold or a parking barrier in a direction of travel of the road vehicle and is designed such that a wheel of the road vehicle between the easy to be crossed threshold and the wheel stop, the further threshold or the parking barrier is fixed and rolling backwards of the road vehicle during the charging process is prevented and / or the positioning aid is at least one wheel well and / or the positioning aid is realized by sensory position determination and electronic brake intervention.
13. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Anordnung zusätzlich eine Vorrichtung aufweist, die derart ausgestaltet ist, dass durch die Anfahrbewegung des Straßenfahrzeugs in die Positionierhilfe einer oder mehrere der elektrischen Kontakte in eine Position gebracht werden, die die Ausbildung eines Ladekontaktes erlaubt und die Vorrichtung derart ausgestaltet ist, dass durch den Auffahrdruck eines Rades des Straßenfahrzeugs und/oder das Fahrzeuggewicht mindestens ein elektrischer Kontakt positioniert wird und/oder die Vorrichtung eine einseitig gelagerte federnde Fahrfläche aufweist, die vor einem Radanschlag der Positionierhilfe angeordnet ist, dass die Anordnung in Teilen mechanisch und/oder sensorisch und/oder elektromechanisch ausgeführt wird.13. Arrangement according to one of the preceding claims 1 1 to 12, characterized in that the arrangement additionally comprises a device which is designed such that are brought by the approach movement of the road vehicle in the positioning one or more of the electrical contacts in a position, which allows the formation of a charging contact and the device is designed such in that at least one electrical contact is positioned by the loading pressure of a wheel of the road vehicle and / or the vehicle weight and / or the device has a resilient driving surface mounted on one side, which is arranged in front of a wheel stop of the positioning aid, that the arrangement is mechanically and / or sensorially in parts and / or electromechanically.
14. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die vorlaufende Führung mechanisch und/oder elektromechanisch und/oder elektronisch erfolgt und/oder einen vorstehenden Dorn und einen Trichter umfasst, der derart ausgestaltet ist, dass der vorstehende Dorn in den Trichter einführbar ist, wobei entweder der Trichter oder der vorstehende Dorn mit dem Straßenfahrzeug verbunden ist und/oder die elektrischen Kontakte derart ausgestaltet sind, dass die Kontakte durch die Bewegung der Annäherung des Straßenfahrzeugs in die Positionierhilfe ineinander einfahren und/oder aufeinander auffahren um einen Ladekontakt herzustellen.14. Arrangement according to one of the preceding claims 11 to 13, characterized in that the leading guide takes place mechanically and / or electromechanically and / or electronically and / or comprises a protruding mandrel and a funnel, which is designed such that the protruding mandrel in the funnel is insertable, wherein either the funnel or the protruding mandrel is connected to the road vehicle and / or the electrical contacts are configured such that the contacts retract one another by the movement of the approach of the road vehicle in the positioning aid and / or drive towards each other Charge contact produce.
15. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens einer der elektrischen Kontakte gefedert gelagert ist und/oder dass die elektrischen Kontakte im nichtkontaktierten und/oder im kontak- tierten Zustand gegen Berührung geschützt ausgestaltet sind. 15. Arrangement according to one of the preceding claims 1 1 to 14, characterized in that at least one of the electrical contacts is spring-mounted and / or that the electrical contacts in the non-contacted and / or contacted in the contacted state are designed protected against contact.
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