本發(fā)明總體上涉及電動車的技術(shù)領(lǐng)域，尤其是充電站和用于給電動車中的蓄能器充電的方法。

背景技術(shù)：

在公共的短途交通中電池驅(qū)動的運輸系統(tǒng)早已成為公知技術(shù)，例如由DE2405198已知。最近，純電動的公交車也被使用，其全部能量需求通過攜帶的電池系統(tǒng)滿足。今天，這種純電動公交車已經(jīng)在維也納城市地區(qū)運行，其驅(qū)動功率完全由總?cè)萘考s為100kwh的、多個攜帶的鋰鐵電池提供。所述電池在此部分地安置在車輛的頂部或尾部。在運行時間中，這些電池在大約15分鐘內(nèi)分別在公交線路的終點站再充電，并且在晚上、當(dāng)純電動公交車不運行時，這些電池被再充電。為了充電，通過按下按鈕將設(shè)置在電動公交車的車頂上的集電器移出并且與在電動公交車上部的滑接線網(wǎng)相接觸。在行駛出發(fā)之前，再通過手動開關(guān)操作將與滑接線網(wǎng)的接觸斷開。

在此的缺點在于，集電器連同杠桿裝置或升降裝置一起在車頂上被攜帶。這要求了附加的驅(qū)動能量并且減小了純電動車的凈載重量。此外，杠桿裝置或升降裝置由多個活動部件構(gòu)成。它們連同驅(qū)動設(shè)備在車頂上暴露在天氣下并且易受干擾。此外，可移出的集電器的構(gòu)造在車頂上要求結(jié)構(gòu)空間，其限定了電動公交車的通過高度。對于充電過程要求手動的開關(guān)操作。但是符合期望的是自動完成的充電過程。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于，避免前述缺點并提供一種附件，為了給電池驅(qū)動的車輛的蓄能器充電、借助所述附件、則盡可能不需要車輛側(cè)的帶有可移動部件的接觸裝置，并且其中充電過程很大程度上是自動化的。

所述技術(shù)問題通過一種按照權(quán)利要求1的特征所述的、用于電動車的充電站解決、并且通過按照權(quán)利要求7的特征所述的方法解決、以及通過按照權(quán)利要求11的特征所述的車輛解決。

本發(fā)明的有利構(gòu)造/方面和細(xì)節(jié)從各個從屬權(quán)利要求/說明書和附圖得到。

本發(fā)明以這種考慮為基礎(chǔ)，即在靜止的、處于預(yù)定泊車位置中的電動車的蓄能器充電時，不是車輛側(cè)的接觸裝置與滑接線網(wǎng)對接，而是站側(cè)的接觸裝置可以移動。

按照本發(fā)明的充電站包含：

a)基座，其布置在預(yù)定義的泊車位置的附近；

b)活轉(zhuǎn)臂，其以其一個端部支承在安置在基座上的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器中圍繞軸被轉(zhuǎn)動驅(qū)動，并且在其另一端部上借助第二轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)與站側(cè)的接觸裝置相連，因此站側(cè)的接觸裝置通過在靜止?fàn)顟B(tài)(圖3)和工作狀態(tài)(圖1)之間的轉(zhuǎn)動運動可被調(diào)節(jié)，在該靜止?fàn)顟B(tài)中站側(cè)的接觸裝置位于車頂上方，在該工作狀態(tài)中在站側(cè)的接觸裝置和車頂上固定安裝的接觸裝置之間建立電接觸。

由此得出的主要優(yōu)點在于，車輛側(cè)不再需要具有可移動部件的集電器。相應(yīng)地每個車輛的重量變得更小。車輛側(cè)的接觸裝置可以簡單地實施，例如通過帶狀的接觸元件，其基本上與車輛輪廓齊平地設(shè)置在車頂上。在車頂上的接觸裝置因此更加耐用并且對于天氣的影響不太容易受到干擾。在充電過程中流程可自動化。

在一種優(yōu)選的技術(shù)方案中，設(shè)置在車頂上的接觸裝置通過至少兩個縱長的接觸帶的陣列構(gòu)成。所述接觸帶基于其大小這樣設(shè)定尺寸，使得在預(yù)設(shè)的泊車位置公差內(nèi)，在通過活轉(zhuǎn)臂的轉(zhuǎn)動引導(dǎo)到車輛上的、傳導(dǎo)充電電壓的觸頭和車輛側(cè)的觸頭之間可靠地建立接觸。所述接觸帶在此在車輛的縱延伸的方向上、或者垂直于該方向設(shè)置在車頂上。由此在所述的第一種情況中沿行駛方向的泊車位置公差范圍，在所述的第二種情況中垂直于行駛方向的泊車位置公差范圍被提高。

在一種特別優(yōu)選的實施形式中可以規(guī)定，站側(cè)的接觸裝置具有四個以十字形狀布置的接觸帶，它們與在車頂上以四邊形形狀布置的對應(yīng)接觸帶配合作用。在此有利的是，十字的接觸帶具有相同的長度并且四邊形的接觸帶構(gòu)成方形的側(cè)邊部段。由此既在行駛方向上也垂直于行駛方向地形成車輛的預(yù)定泊車位置的有利的公差范圍。車輛泊車位置位于該范圍內(nèi)就足夠了。

在另一種優(yōu)選的實施形式中也可以反向規(guī)定，即站側(cè)的接觸裝置、也就是通過轉(zhuǎn)動運動下降到車頂上的接觸裝置由四個方形或矩形形狀布置的接觸帶構(gòu)成，并且在車頂上以十字形狀布置接觸部段。

在較好的接觸方面有利的是，旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器是電的位置驅(qū)動器并且第二轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)與該旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器這樣有效耦連，使得在工作狀態(tài)(充電狀態(tài))中，供給接觸裝置的接觸元件基本上平行于車頂?shù)钠矫娑ㄏ虿⑶医柚鷱椥粤N靠在接收接觸裝置的對應(yīng)的接觸元件上。

前面提出的技術(shù)問題還通過一種用于給電池驅(qū)動的車輛中的蓄能器充電的方法解決，其中，車輛置于預(yù)定義的泊車位置中并且其中使用充電站，該充電站具有以下特征：

i.基座，其布置在預(yù)定義的泊車位置的附近；

ii.活轉(zhuǎn)臂，其以其一個端部支承在安置在基座上的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器中圍繞軸被轉(zhuǎn)動驅(qū)動，并且在其另一端部上借助第二轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)與接觸裝置相連；

其中所述方法具有以下方法步驟：

iii.接觸裝置通過在靜止?fàn)顟B(tài)(圖3)和工作狀態(tài)(圖1)之間的轉(zhuǎn)動運動而轉(zhuǎn)動，在該靜止?fàn)顟B(tài)中接觸裝置位于車頂上方，在該工作狀態(tài)中在接觸裝置和車頂上布置的接觸裝置之間建立電接觸。

在此有利的是，在靜止?fàn)顟B(tài)和工作狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)動運動在基本上垂直于在泊車位置中泊車的車輛的縱延伸的轉(zhuǎn)動平面中進行。由此可行的是，活轉(zhuǎn)臂既可以轉(zhuǎn)動到停在基座一側(cè)的車輛上、也可以交替地轉(zhuǎn)到停在基座的對置側(cè)的車輛上并且建立連接以充電。

當(dāng)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器被電控制設(shè)備控制時(泊車位置識別設(shè)備的信號被導(dǎo)入該控制設(shè)備)，則可能的是，充電過程完全自動的進行。

本發(fā)明還涉及一種電池驅(qū)動的車輛，其中在車頂上或在側(cè)壁上固定地安裝接收接觸裝置，其具有縱長的接觸帶，所述接觸帶以十字形狀布置、或者以方形/矩形形狀布置。如所述那樣，車輛的位置在泊車位置中可以在通過所述十字形狀或矩形形狀設(shè)定的邊界內(nèi)變化并且不需要那么精確。

在此有利的是，各個接觸帶或接觸條由導(dǎo)電性好的材料、例如銅實施，并且至少部分地嵌入由電絕緣體構(gòu)成的接觸板中。

有利的是，接觸板是截頂方棱錐，其以其基礎(chǔ)面固定安裝在車頂上。接觸條設(shè)置在截頂方棱錐的背離基礎(chǔ)面的頂面上并且可以從該頂面上突起。通過截頂方棱錐的傾斜的側(cè)面可以很好地排走落上的雨水。

附圖說明

為了闡述本發(fā)明、以下說明部分參照附圖，由附圖可以借助不限定的實施例得出本發(fā)明的其他有利的技術(shù)方案、細(xì)節(jié)和效果。在附圖中：

圖1以示意的側(cè)視圖示出按照本發(fā)明的、具有活轉(zhuǎn)臂的車輛充電站；

圖2示出按照圖1的俯視圖；

圖3示出活轉(zhuǎn)臂的靜止?fàn)顟B(tài)；

圖4示出設(shè)置在車頂上的接觸條；

圖5示出具有由四個接觸條構(gòu)成的接觸裝置的本發(fā)明的優(yōu)選變型。

具體實施方式

圖1示出車輛充電站1的前視圖。車輛充電站1基本上由位置固定的基座或支架2和支承在其上的活轉(zhuǎn)臂4構(gòu)成。停泊的車輛5在道路6上處于預(yù)定的泊車位24中(圖2)。車輛5是電池驅(qū)動的，但是不是與軌道相連的，例如是前述的純電動公交車。在車輛5旁邊、以距離13在道路邊緣上設(shè)置柱狀的基座2。在柱狀的基座2的上端部上、以相對道路6的高度23設(shè)置轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)3?；钷D(zhuǎn)臂4以其一個端部支承在所述轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)3中。活轉(zhuǎn)臂4能夠借助旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器31圍繞軸25(圖2)轉(zhuǎn)動。在圖1中，所述轉(zhuǎn)動通過雙箭頭26顯示?；钷D(zhuǎn)臂4以其另外的端部用作站側(cè)的接觸裝置的支架，方法是其以其背離基座2的端部承載供給接觸裝置8。所述供給接觸裝置8與附圖中未詳細(xì)顯示的供能網(wǎng)絡(luò)(行駛電網(wǎng))相連。用于車輛側(cè)蓄能器17的充電過程所需的電能從所述供能網(wǎng)絡(luò)獲得。另外的轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)7在活轉(zhuǎn)臂4和接觸裝置8之間建立機械連接。如以下進一步所述，轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)7與旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器31有效連接。

圖1示出在所謂的工作狀態(tài)中的活轉(zhuǎn)臂4或稱為轉(zhuǎn)動臂4。所述工作狀態(tài)對應(yīng)電池充電狀態(tài)，也就是車輛5的蓄能器17被充電。為此，活轉(zhuǎn)臂4首先從靜止?fàn)顟B(tài)(其中供給接觸裝置8位于車頂10的上方(參照圖3a、3b、3c))通過轉(zhuǎn)動運動下降到工作狀態(tài)中。在工作狀態(tài)中，供給接觸裝置8和位于車頂10上的接收接觸裝置9之間的對應(yīng)的接觸元件之間建立接觸。在圖1的顯示中，轉(zhuǎn)動運動沿順時針方向進行。如圖1中的雙箭頭26已經(jīng)示出的那樣，顯然還可能的是，不僅在圖1中示出的車輛5、而且在基座1的另一側(cè)的車輛5也可以交替地充電，方法是活轉(zhuǎn)臂4在圖1中不僅沿順時針、而且也可逆時針方向轉(zhuǎn)動。

為了給電池驅(qū)動的車輛5的蓄能器17充電，車輛5首先被置于預(yù)定的泊車位置24中并且在那停車。接下來，供給接觸裝置8通過活轉(zhuǎn)臂4的轉(zhuǎn)動下降到車頂10上，因此在供給接觸裝置8的觸頭和接收接觸裝置9的對應(yīng)觸頭之間建立電連接。如前所述，這種下降通過活轉(zhuǎn)臂4的轉(zhuǎn)動進行，該活轉(zhuǎn)臂支承在基座2的轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)3中并且由未詳細(xì)顯示的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器31驅(qū)動。

旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器31是位置調(diào)節(jié)的電動驅(qū)動器，其在有效連接中與轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)7耦連。所述耦連可以機械地實施(導(dǎo)桿)，或者方法是關(guān)節(jié)7同樣通過未示出的驅(qū)動器驅(qū)動。通過這種方式，可以調(diào)整接觸裝置8相對道路6或車頂10的定義位置，例如平行于道路上表面。由此可行的是，在邊界內(nèi)可以補償在車輛側(cè)的接觸裝置9和道路6之間的高度差。所述高度差例如通過不同的負(fù)荷、不同分布的充電、改變的胎壓或車型引起。旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器31不必是電的，而是也可以是可控的氣動的或者液壓的驅(qū)動器。供給接觸裝置8的各個的接觸元件可以不同地構(gòu)成，例如是金屬刷，其利用彈簧被預(yù)緊。

圖1的視圖顯示出關(guān)節(jié)3或旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器31在相對于道路6的高度23上的布局。為了能夠以在車頂10和道路6之間的不同高度(z方向)給車輛5充電，在基座2中設(shè)置線性驅(qū)動裝置，借助其可以在邊界內(nèi)調(diào)節(jié)所述高度23。

圖2的視圖在俯視圖中示出工作狀態(tài)。車輛側(cè)的接收接觸裝置9位于車頂10上，其由三個在車輛5的縱向上定向的接觸帶或接觸條構(gòu)成。轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)3的轉(zhuǎn)動軸25平行于道路6或者停泊的車輛5的縱延伸(x方向)。

接收接觸裝置9固定地設(shè)置在車頂10上，并且不具有可移動的部件。其由接觸條或接觸帶構(gòu)成，它們在平行于車頂10平面的平面中嵌入絕緣接觸板中。

用于給車輛電池17充電的電能在此從未詳細(xì)示出的供電網(wǎng)中獲得。充電過程在此被設(shè)置在基座2中的控制設(shè)備18控制?？刂圃O(shè)備18還控制旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器31，因此一旦車輛5位于預(yù)定的泊車位置24的規(guī)定的邊界中時并且為了充電而解鎖，則電接觸的建立和充電過程可以自動地進行。

在此，位置識別設(shè)備15監(jiān)測車輛5的正確的泊車位置24。所述位置識別設(shè)備15例如可以包含用于測量在柱狀基座2和車輛5的側(cè)壁16之間的距離13(y方向)的設(shè)備以及在行駛方向(x方向)上的位置檢測裝置。若車輛5位于預(yù)定義的泊車位置24之外，則不會實施自動的充電過程并且通過聲音的和/或光學(xué)的信號顯示車輛5的錯誤位置。

如圖2所示，車輛泊車位置24通過標(biāo)記確定?；钷D(zhuǎn)臂4的轉(zhuǎn)動運動圍繞轉(zhuǎn)動軸25進行，該轉(zhuǎn)動軸25基本上平行于車輛5的行駛方向(x方向)。如前所述，在充電過程之前檢測或者檢查車輛5的位置，也就是說測量在基座2和車輛5的側(cè)壁16之間的側(cè)向距離13(在y方向上的距離)和在行駛方向上的距離14(x方向)。僅當(dāng)車輛5在泊車位置24預(yù)設(shè)的公差范圍內(nèi)時，觸發(fā)自動的充電過程。

活轉(zhuǎn)臂4的靜止位置可以根據(jù)使用位置的條件而不同。在圖3a的視圖中示出靜止位置，其中高度是受限的。在圖3b和3c中在基座的樹立位置上結(jié)構(gòu)高度沒有限制，活轉(zhuǎn)臂4是挺直的。在圖3b的靜止位置中，供給接觸裝置8的接觸條顯示為向下(z方向)。由此它們盡可能免受天氣影響。在圖3c中示出的活轉(zhuǎn)臂4的靜止位置示出這樣的靜止位置，在該靜止位置中在道路6上經(jīng)過的結(jié)構(gòu)高度更大的車輛的外部尺寸界限不會被負(fù)面影響。

圖4在車頂10的俯視圖中示出車輛側(cè)接收接觸裝置9的兩種可能的布局。在圖4a中所述接觸裝置9由三個相互平行布置的接觸帶構(gòu)成，它們沿車輛的縱延伸方向定向(圖4a)和垂直于車輛的縱延伸方向定向(圖4b)。在與站側(cè)的接觸裝置8對接時，在第一種情況中在行駛方向(x方向)上的公差，在第二種情況中在垂直于行駛方向(也就是在y方向)上的公差不那么受限。

圖5a中示意地示出本發(fā)明一種特別有利的實施形式。其實現(xiàn)了既在x方向也在y方向上較大的公差。在此，站側(cè)的供給接觸裝置8由四個相互不連接的接觸條構(gòu)成、它們以方形或矩形11的方式或者以十字12的形式布置。當(dāng)車輛側(cè)的接觸裝置9具有方形形狀的接觸條時，站側(cè)的接觸裝置8的接觸條以十字形狀布置，并且反之亦然。由此顯著簡化了接觸裝置8、9的對接。在車輛5于泊車位置24中的精度方面的要求由此不那么嚴(yán)格(按照矩形形狀和對應(yīng)的十字形狀的構(gòu)成方式)。在行駛方向上以及垂直于行駛方向允許不同的和相對較大的偏差。由此用于檢測車輛的泊車位置的傳感器可以更簡單地構(gòu)造。

各個接觸帶或接觸條可以由銅構(gòu)成并且分別嵌入由電絕緣體構(gòu)成的接觸板19、22中。

在圖5b中示出一種可能的實施形式，其中在方形側(cè)邊上布置的接觸帶4嵌入構(gòu)造為截頂方棱錐的接觸板19中。該截頂方棱錐具有高度20。所述接觸條11布置在截頂方棱錐的背離基礎(chǔ)面的面上并且從該面上突起。當(dāng)所述接觸板19以基礎(chǔ)面放置在車頂10上時，則落上的雨水可以很好地從接觸條11排走。

在圖5c中示出屬于圖5b的對應(yīng)件，其具有十字形接觸裝置12，其同樣相應(yīng)地嵌入由絕緣體構(gòu)成的接觸板22中。站側(cè)的接觸裝置8可以原理上按照圖5b、或者按照圖5c構(gòu)成。這僅視相適配的對應(yīng)件而定(十字與矩形/方形、或者矩形/方形與十字)。

車輛側(cè)的接觸裝置9可以布置在車頂10的一個半部上或者在兩個半部上。在后一種情況中，對于車輛5沿兩個駛?cè)敕较蜻M入泊車位置24都可以進行充電過程。

雖然本發(fā)明通過優(yōu)選的實施例詳細(xì)地顯示和說明，但是本發(fā)明不局限于公開的實施例，并且其他變型方案可以由技術(shù)人員推導(dǎo)得出，只要不脫離本發(fā)明的保護范圍即可。

例如可以考慮的是，活轉(zhuǎn)臂由單個的、被轉(zhuǎn)動驅(qū)動的部分活轉(zhuǎn)臂構(gòu)成，其中每個臂具有單獨的觸頭，例如是每個旋轉(zhuǎn)點構(gòu)成一個臂。這些部分臂可以單獨地或者共同地支承在關(guān)節(jié)3中。

在附圖中，接觸條以矩形示出；但是顯然也可以考慮其他形狀。

接觸條以矩形或斷開的十字的布局顯然不局限于在附圖中所示和說明的形狀，而是也可以包含具有多于四個站側(cè)的或車輛側(cè)的接觸帶的其它形狀。

1 車輛充電站

2 基座、位置固定基礎(chǔ)支架

3 轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)

4 活轉(zhuǎn)臂

5 車輛

6 道路

7 第二轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)

8 供給接觸裝置

9 接收接觸裝置

10 車頂

11 接觸條，以矩形布置

12 接觸條，以十字布置

13 2和5之間的間距

14 在車輛方向上的距離

15 泊車位置識別設(shè)備

16 側(cè)壁

17 蓄能器，車輛側(cè)的

18 控制設(shè)備

19 接觸板，車輛側(cè)的

20 板厚

21 斜邊

22 接觸板

23 3和6之間的間距

24 泊車位置

25 旋轉(zhuǎn)軸

26 箭頭

31 旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器