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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum automatischen Laden der Traktionsbatterie eines elektrisch angetriebenen Kraftfahrzeugs, wobei die Vorrichtung einen an einem Tragarm befestigten Ladestecker für eine Ladedose des Kraftfahrzeugs aufweist. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zum automatischen Laden der Traktionsbatterie des angetriebenen Kraftfahrzeugs mittels einer solchen Vorrichtung.
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Ein elektrisch angetriebenes Kraftfahrzeug weist typischerweise eine Traktionsbatterie (Hochvoltbatterie, HV-Batterie) auf, welche einen Elektromotor zum Antrieb des Kraftfahrzeugs mit Energie versorgt. Dabei ist unter einem elektrisch angetriebenen Kraftfahrzeug insbesondere ein Elektrofahrzeug, welches die zum Antrieb notwendige Energie lediglich in der Traktionsbatterie speichert (BEV, battery electric vehicle), ein Elektrofahrzeug mit einem Reichweitenverlängerer (REEV, range extended electric vehicle), ein Hybridfahrzeug (HEV, hybrid electric vehicle), ein Plug-In-Hybridfahrzeug (PHEV, plug-in hybrid electric vehicle) und/oder ein Brennstoffzellenfahrzeug (FCEV, fuel cell electric vehicle) zu verstehen, welches die mittels einer Brennstoffzelle erzeugte elektrische Energie in der Traktionsbatterie zwischenspeichert.
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Zum Laden der Traktionsbatterie sind auf Parkplätzen oftmals Ladesäulen eingerichtet. Beispielsweise wird ein Ladestecker der Ladesäule manuell mit einer Ladedose (Ladesteckdose) des elektrisch angetriebenen Kraftfahrzeugs verbunden.
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Alternativ hierzu sind Vorrichtungen zum automatischen Laden der Traktionsbatterie bekannt. Diese weisen beispielsweise einen am Untergrund stationär angeordneten Roboterarm mit daran befestigtem Ladestecker auf. Dabei wird der Ladestecker anhand des Roboterarms automatisch verfahren und in die Ladedose des Kraftfahrzeugs eingesteckt. Ein solcher Roboterarm weist eine Reichweite auf, innerhalb derer die Ladedose des Kraftfahrzeugs angeordnet sein muss, damit ein automatisches Laden erfolgen kann.
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Die Ladedosen sind an Kraftfahrzeugen uneinheitlich angeordnet. So ist je nach Modell des Kraftfahrzeugs die Ladedose im Bereich der Front, des Hecks oder an einer (Längs-)Seite angeordnet. Entsprechend der Reichweite des Roboterarms ist es notwendig, dass der Fahrer das Kraftfahrzeug entsprechend orientiert auf dem Stellplatz abstellen muss. So muss der Fahrer beim Abstellen des Kraftfahrzeugs darauf achten, wo die Vorrichtung am Stellplatz angeordnet ist, weshalb ein Komfort des Fahrers vergleichsweise klein ist. Zudem kann ein Ladevorgang nachteilig nicht erfolgen, wenn ein Abstellen des Kraftfahrzeugs mit einer innerhalb der Reichweite des Roboterarms angeordneten Ladedose aufgrund deren Anordnung am Kraftfahrzeug nicht möglich ist.
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Aus der
US 2014/0354229 A1 ist eine Fahrzeugladestation mit einer Schiene, die so konfiguriert ist, dass sie sich über eine Vielzahl von Fahrzeugparkplätzen erstreckt, sowie mit einer beweglicher Ladevorrichtung, die von der Schiene getragen wird und entlang der Schiene zwischen der Vielzahl von Fahrzeugparkplätzen verschiebbar ist, bekannt.
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In der
WO 2019/172207 A1 ist eine Vorrichtung mit einem Verbinder für einen Stromaufnahme-/Stromversorgungsanschluss eines Elektrofahrzeugs, sowie mit einem Verbinderbewegungsteil zum seitlichen und vertikalen Bewegen des Verbinders offenbart.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine geeignete Vorrichtung zum automatischen Laden der Traktionsbatterie des angetriebenen Kraftfahrzeugs anzugeben. Insbesondere soll dabei ein Komfort des Nutzers erhöht und ein Laden unabhängig von der Position der Ladedose am Kraftfahrzeug ermöglicht sein. Des Weiteren soll ein Verfahren zum automatischen Laden der Traktionsbatterie des elektrisch angetriebenen Kraftfahrzeugs mittels einer solchen Vorrichtung angegeben werden.
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Bezüglich der Vorrichtung wird die Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 1 erfindungsgemäß gelöst. Hinsichtlich des Verfahrens wird die Aufgabe mit den Merkmalen des Anspruchs 6 erfindungsgemäß gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche. Dabei gelten die Ausführungen im Zusammenhang mit der Vorrichtung sinngemäß auch für das Verfahren und umgekehrt.
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Die Vorrichtung ist zum automatischen Laden einer Traktionsbatterie eines elektrisch angetriebenen Kraftfahrzeugs vorgesehen und eingerichtet. Hierzu weist die Vorrichtung einen Ladestecker für eine auch als Ladesteckdose bezeichnete Ladedose des elektrisch angetriebenen Kraftfahrzeugs auf. Der Ladestecker ist also mit der Ladedose koppelbar, insbesondere in diese einsteckbar, so dass mittels der Ladedose eine elektrische Verbindung zwischen dem Ladestecker und der Traktionsbatterie herstellbar ist. Zum Laden der Traktionsbatterie wird mittels des Ladesteckers eine Ladespannung bzw. ein Ladestrom bereitgestellt.
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Der Ladestecker ist dabei an einem, besonders bevorzugt als Roboterarm ausgebildeten, Tragarm befestigt. Insbesondere bildet der Ladestecker den Endeffektor des Tragarmes. Allenfalls ist der Ladestecker mittels des Tragarms automatisch verstellbar.
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Weiterhin umfasst die Vorrichtung eine erste Führungseinrichtung, entlang welcher der Tragarm (automatisch) verfahrbar ist. Hierzu ist die erste Führungseinrichtung beispielsweise als eine Seilführung oder vorzugsweise als eine Schiene (Gleis) ausgebildet. Allenfalls ist die erste Führungseinrichtung zur Anordnung über einer Stellfläche, also über einem Einzelparkplatz, für das elektrisch angetriebene Kraftfahrzeug vorgesehen und eingerichtet.
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Im Folgenden wird das elektrisch angetriebene Kraftfahrzeug kurz auch als Kraftfahrzeug oder als Fahrzeug bezeichnet.
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Die erste Führungseinrichtung ist weiterhin derart ausgebildet, dass der Ladestecker anhand eines Verfahrens des Tragarms entlang der ersten Führungseinrichtung und/oder anhand eines Verstellens des Ladesteckers mittels des Tragarms zum Verbinden mit der Ladedose entlang des gesamten Umfangs einer Fläche anordenbar, insbesondere kontinuierlich verfahrbar, ist. Die Fläche entspricht dabei einer Stellfläche für das Kraftfahrzeug, insbesondere hinsichtlich der Ausdehnung (Größe).
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Insbesondere erstreckt sich die, beispielsweise als Schiene oder als Seil ausgebildete, erste Führungseinrichtung derart oberhalb der Fläche, dass der Ladestecker entlang des gesamten Umfangs der Fläche, vorzugsweise über dem gesamten Bereich der Fläche, anordenbar ist.
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Im Montagezustand der Vorrichtung ist die erste Führungseinrichtung (bezüglich des Untergrunds) über der Stellfläche für das Kraftfahrzeug angeordnet, so dass die Fläche, entlang deren Umfang der Ladestecker anordenbar ist, der Stellfläche entspricht und gegebenenfalls ein auf dem Stellplatz abgestelltes Kraftfahrzeug unterhalb der ersten Führungseinrichtung angeordnet ist. So ist es ermöglicht, dass der Ladestecker umfangsseitig des auf der Stellfläche abgestellten Kraftfahrzeugs kontinuierlich verfahren und in diesem Umfangsbereich beliebig angeordnet werden kann. Vorteilhaft kann infolge dessen der Ladestecker unabhängig von der Position der Ladedose am Kraftfahrzeug und der Position und/oder Orientierung des Kraftfahrzeugs auf der Stellfläche automatisch mit der Ladedose verbunden werden. Somit ist der Ladestecker anhand der ersten Führungseinrichtung derart anordenbar, dass die Ladedose - auch bei einem leicht diagonal auf der Stellfläche abgestellten Kraftfahrzeug - stets in Reichweite des Tragarms ist.
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Im Vergleich zur eingangs genannten Vorrichtung mit einem stationär am Untergrund befestigten Roboterarm, muss sich der Fahrer des Kraftfahrzeugs im Zuge des Abstellens nicht an der Position des Roboterarms orientieren. Ein Komfort für den Fahrer ist somit vorteilhaft erhöht.
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Weiter vorteilhaft ist aufgrund der Anordnung der der ersten Führungseinrichtung über, mit anderen Worten oberhalb, der Stellfläche und oberhalb des darauf abgestellten Kraftfahrzeugs ein Bauraum für den Roboterarm auf dem Untergrund nicht notwendig. Dieser kann für weitere Stellflächen genutzt werden.
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Geeigneter Weise umfasst die Vorrichtung weiterhin eine Leistungselektronik, welche vorzugsweise oberhalb der ersten Führungseinrichtung angeordnet ist. Somit ist die erste Führungseinrichtung im Montagezustand der Vorrichtung zwischen der Leistungselektronik und der Stellfläche angeordnet. Beispielsweise umfasst die Leistungselektronik einen Wechselrichter, anhand welchem eine vom Stromnetz bereitgestellte Wechselspannung in eine Gleichspannung gewandelt wird.
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Weiterhin bildet die erste Führungseinrichtung einen im Wesentlichen rechteckigen oder im Wesentlichen ellipsenförmigen Verfahrweg für den Tragarm. Mit anderen Worten ist der Verfahrweg des Tragarms im Wesentlichen rechteckig oder ellipsenförmig. Bei der Ausgestaltung der ersten Führungseinrichtung als Seilführung oder als Schiene erstreckt sich das Seil bzw. die Schiene entsprechend im Wesentlichen rechteckig oder im Wesentlichen ellipsenförmig. Die erste Führungseinrichtung bildet in besonders bevorzugter Weise eine geschlossene Kurve, wobei sie im Montagezustand der Vorrichtung zweckmäßig eine Ebene parallel zum Untergrund aufspannt.
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Gemäß einer geeigneten Weiterbildung der Vorrichtung weist diese eine optische Erfassungseinheit zum Ermitteln der Position der Ladedose des elektrisch angetriebenen Kraftfahrzeugs relativ zum Ladestecker auf. Zweckmäßigerweise ist die optische Erfassungseinheit als eine Kamera oder als ein Infrarotsensor ausgebildet. Die optische Erfassungseinheit ist dabei zweckmäßigerweise am Tragarm befestigt, insbesondere im Bereich des Ladesteckers. Folglich ist eine vergleichsweise präzise Erfassung der Position der Ladedose ermöglicht. Alternativ ist optische Erfassungseinheit am Tragarm im Bereich der ersten Führungseinrichtung angeordnet.
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Dann ist ein Erfassen eins Hindernisses bei Verfahren des Tragarms entlang der ersten Führungseinrichtung und/oder beim Verstellen des Ladesteckers mittels des Tragarms vergleichsweise einfach.
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Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung weist die Vorrichtung eine lineare zweite Führungseinrichtung auf, entlang welcher die erste Führungseinrichtung und somit auch der Tragarm mit dem Ladestecker verfahrbar sind. Insbesondere ist die zweite Führungseinrichtung zur Anordnung im Montagezustand oberhalb der ersten Führungseinrichtung vorgesehen.
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Die zweite Führungseinrichtung erstreckt sich zweckmäßiger Weise linear über eine Reihe von Stellflächen (Einzelparkplätzen) eines Parkplatzes. Infolge dessen ist die erste Führungsreinrichtung und somit auch der Tragarm mit dem Ladestecker oberhalb mehrerer Stellflächen anordenbar, so dass nach beenden des Ladevorgangs der Traktionsbatterie eines ersten Kraftfahrzeugs die Traktionsbatterie eines zweiten Kraftfahrzeugs geladen werden kann, auch wenn das erste Kraftfahrzeug nach Beendigung des Ladevorgang auf dessen Stellfläche weiterparkt. Beispielsweise wird die zweite Führungseinrichtung an einer Decke eines Parkhauses montiert. Die erste und die zweite Vorrichtung werden dabei zweckmäßigerweise derart beabstandet zum Untergrund angeordnet, dass eine Kollision der Vorrichtung mit einem Kraftfahrzeug nicht möglich ist.
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Beispielsweise teilen sich mehrere Vorrichtungen eine gemeinsame zweite Führung, so dass die Traktionsbatterien mehrere Kraftfahrzeuge, welche in der Reihe von Stellflächen abgestellt sind, gleichzeitig geladen werden können.
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Die zweite Führungseinrichtung ist dabei beispielweise ebenfalls als eine Seilführung oder als eine Schiene ausgebildet.
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Gemäß einer zweckmäßigen Ausgestaltung ist der Ladestecker mittels des Tragarms mit mindestens sechs Freiheitsgraden verstellbar. So kann der Ladestecker in drei zueinander senkrecht orientierten Raumrichtungen verfahren werden (translatorische Freiheitsgrande) und bezüglich dieser drei Raumrichtungen jeweils rotiert werden (rotatorischen Freiheitsgrade).
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Auf diese Weise ist der Ladestecker frei orientierbar. Folglich ist auch eine Ladedose, welche geneigt gegen Untergrund angeordnet ist, mit dem Ladestecker verbindbar.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung weist die Vorrichtung eine Kommunikationseinrichtung auf, welche der drahtlosen Kommunikation mit einem Steuergerät des elektrisch angetriebenen Kraftfahrzeugs dient. Auf diese Weise können bereits vor dem Verbinden des Ladesteckers mit der Ladedose Daten und/oder Signale zwischen dem Steuergerät des Kraftfahrzeugs und der Kommunikationseinrichtung der Vorrichtung ausgetauscht werden. Insbesondere können somit Daten von der Vorrichtung empfangen und ausgewertet werden, welche die Position der Ladedose repräsentiert, so dass zum Verbinden des Ladesteckers mit der Ladedose ein vergleichsweise schnelles und zielgerichtetes Verfahren des Tragarms entlang der ersten Führungseinrichtung und/oder Verstellen des Ladesteckers mittels des Tragarms ermöglicht ist. Beispielswiese ist zusätzlich ein Signal an das Steuergerät des Kraftfahrzeugs ausgebbar, welches ein automatisches Öffnen einer Schutzklappe der Ladedose bewirkt, so dass der Fahrer auch hierfür nicht tätig werden muss.
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Geeigneter Weise weist die Kommunikationseinrichtung hierzu eine Infrarot- oder eine Bluetooth- Schnittstelle auf.
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Gemäß einem Verfahren zum automatischen Laden der Traktionsbatterie eines auf einer Stellfläche abgestellten elektrisch angetriebenen Kraftfahrzeugs mittels der Vorrichtung in einer der oben dargestellten Varianten, wird der Tragarm im Bereich des Umfangs der Stellfläche und somit um Bereich des Umfangs des Kraftfahrzeugs automatisch verfahren.
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Dabei werden mittels der optischen Erfassungseinheit Bilddaten des Kraftfahrzeugs aufgenommen und anhand dieser eine Position der Ladedose des elektrisch angetriebenen Kraftfahrzeugs ermittelt wird. Beispielsweise ist die ungefähre Position dabei bereits anhand einer drahtlosen Kommunikation zwischen der Kommunikationseinrichtung und dem Steuergerät bekannt und folglich die Ermittlung der (exakten) Position der Ladedose unterstützt.
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Darauf folgend wird der der Ladestecker automatisch in die Ladedose eingesteckt, und ein Ladestrom zum Laden der Traktionsbatterie des elektrisch angetriebenen Kraftfahrzeugs (4) bereitgestellt.
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Gemäß einer zweckmäßigen Ausgestaltung des Verfahrens wird zum Einstecken des Ladesteckers in die Ladedose eine Repräsentation der Ladedose anhand von mittels der optischen Erfassungseinheit erfassten Bilddaten erzeugt. Insbesondere wird eine sogenannte Punkt-basierte Repräsentation der Ladedose und gegebenenfalls eines Hindernisses erzeugt, bei welcher die Ladedose bzw. das Hindernis anhand einzelner Punkte dargestellt werden. Hierzu werden die Bilddaten hinsichtlich charakteristische Merkmale der Ladedose, beispielsweise eine relative Anordnung von Teilen der Ladedose, die Position, der Größe, die Form der Ladedose oder eines Teils dessen und alternativ oder zusätzlich die Position, der Größe, die
Form und/oder eine relative Position einer im Bereich der Ladedose angebrachten Markierung und ausgewertet.
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Ein Verstell- oder Verfahrweg des Ladesteckers zum Verbinden mit der Ladedose wird dabei anhand der Repräsentation bestimmt.
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Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen:
- 1 schematisch in einer perspektivischen Ansicht ein auf einer Stellfläche angestelltes elektrisch angetriebenes Kraftfahrzeug, dessen Traktionsbatterie automatisch mittels einer Vorrichtung geladen wird, wobei ein Ladestecker der Vorrichtung an einem Tragarm befestigt ist, und wobei der Tragarm entlang einer als Schienen ausgebildeten ersten Führungseinrichtung verfahrbar ist, welche oberhalb des elektrisch angetriebenen Kraftfahrzeugs angeordnet sind und welche im Wesentlichen rechteckförmig verlaufen,
- 2 schematisch die Vorrichtung in einer Draufsicht, wobei die erste Führungseirichtung anhand einer zweiten Führungseinrichtung linear über einer Reihe mehrerer Stellplätze verfahrbar ist, und
- 3 in einem Flussdiagram einen Verfahrensablauf zum automatischen Laden einer Traktionsbatterie eines elektrisch angetriebenen Kraftfahrzeugs mittels der Vorrichtung.
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Einander entsprechende Teile und Größen sind in allen Figuren stets mit gleichen Bezugszeichen versehen.
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In 1 ist ein auf einer Stellfläche 2 abgestelltes elektrisch angetriebenes Kraftfahrzeug 4 gezeigt, welches eine Traktionsbatterie 6 zum Versorgen eines nicht weiter dargestellten Antriebs mit elektrischer Energie sowie ein (Batterie-) Steuergerät 8 aufweist. Weiterhin umfasst das Kraftfahrzeug 4 eine Ladedose 10, welche elektrisch mit der Traktionsbatterie 6 verbunden ist.
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Des Weiteren ist in der 1 eine Vorrichtung 12 zum automatischen Laden der Traktionsbatterie 6 dargestellt. Diese weist einen Ladestecker 14 zum Einstecken in die Ladedose 10 auf, wobei der Ladestecker 14 an einem als Roboterarm ausbildeten Tragarm 16 befestigt ist. Dabei bildet der Ladestecker 14 den Endeffektor des Tragearms 16.
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Der Tragarm 16 weist mehrere Armabschnitte 16' auf, welche gelenkig miteinander verbunden sind, so dass der Ladestecker 14 mit sechs Freiheitsgraden verstellbar und somit beliebig orientierbar ist.
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Zudem ist der Tragarm 16 entlang einer ersten Führungseinrichtung 18 verfahrbar. Diese ist mittels zwei Schienen gebildet, welche sich entlang eines Rechtecks mit abgerundeten Ecken erstrecken und eine parallel zum Untergrund orientierte Ebene aufspannen. Zum Verfahren entlang der Schienen weist der Tragarm 16 elektrisch antreibbare Rollen oder Räder 20 auf.
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Zusammenfassend bilden die Schienen einen im Wesentlichen rechteckigen Verfahrweg für den Tragarm 16. Die erste Führungseinrichtung 18 ist dabei vollständig oberhalb des Kraftfahrzeugs 4 angeordnet. Wie insbesondere in der 2 erkennbar ist, ist der Ladestecker 14 folglich anhand eines Verfahrens des Tragarms 16 entlang der ersten Führungseinrichtung 18 und/oder anhand eines Verstellens des Tragarms 16 - und somit des Ladesteckers 14 - zum Verbinden mit der Ladedose 10 entlang des gesamten Umfangsbereich des Kraftfahrzeugs 4 bzw. entlang des gesamten Umfangsbereichs der Stellfläche 2 anordenbar und dort kontinuierlich verfahrbar.
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Die Vorrichtung 12 weist eine als Kamera ausgebildete optische Erfassungseinheit 22 auf, welche am Tragarm 16 im Bereich des Endeffektors befestigt ist. Die optischen Erfassungseinheit 22 dient der Aufnahme von Bilddaten 24 des Kraftfahrzeugs 4, so dass die Position der Ladedose 10 relativ zum Ladestecker 14 ermittelt werden kann.
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In nicht weiter dargestellter Weise weist der Ladestecker 14 und die Ladedose eine sog. Steuerlinie (Pilotline) auf, anhand welcher im eingesteckten Zustand Daten und/oder Signale für den Ladevorgang zwischen der Vorrichtung 12 und dem Steuergerät ausgetauscht werden können. Zudem weist die Vorrichtung 12 eine Kommunikationseinrichtung 26 zur drahtlosen Kommunikation mit dem Steuergerät 8 des elektrisch angetriebenen Kraftfahrzeugs 4 auf. Folglich ist es ermöglicht Daten und/oder Signale zwischen der Vorrichtung 12 und dem Steuergerät des Kraftfahrzeugs 4 bereits vor dem Verbinden der Ladedose 10 und des Ladesteckers 14 auszutauschen.
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Die Kommunikationseinrichtung 26 ist dabei mit einer nicht weiter dargestellten Steuereinheit der Vorrichtung signal- und/oder datenübertragungstechnisch verbunden. Gemäß einer nicht weiter dargestellten Variante ist die 26 in die Steuereinheit der Vorrichtung 12 integriert.
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In der 2 ist ein Parkplatz mit drei in Reihe angeordneten Stellflächen 2, jeweils mit einem darauf abgestellten elektrisch angetriebenen Kraftfahrzeug 4, gezeigt, wobei die Ladedose 10 jeweils an einer anderen Position am Kraftfahrzeug 4 angeordnet ist.
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Wie weiterhin insbesondere in der 2 zu erkennen ist, weist die Vorrichtung 12 eine lineare zweite Führungseinrichtung 28 auf, welche oberhalb der ersten Führungseinrichtung 18 angeordnet ist und sich über die drei Stellflächen 2 erstreckt. Die erste
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Die erste Führungseinrichtung 18 und somit auch der Tragarm 16 mit dem Ladestecker 14 ist entlang der linearen zweien Führung 28 verfahrbar, so dass der Ladestecker 14 in die Ladedose 10 jedes der auf den Stellflächen 2 abgestellten Kraftfahrzeugs 4 einsteckbar ist.
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Die zweite Führungseinrichtung 28 ist in analoger Weise zur ersten Führungseinrichtung mittels zwei Schienen gebildet, wobei die erste Führungseinrichtung 18 mittels eines Traggestells 30 von der zweiten Führungseinrichtung 28 getragen wird. Hierbei weist das Traggestell 30 elektrisch angetriebene Rollen 20' auf, so dass das Traggestell 30 und daran befestigte erste Führungseinrichtung 18 automatisch verfahren werden kann.
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Zum Zwecke einer besseren Übersichtlichkeit ist in der 2 von der Vorrichtung 12 lediglich die erste Führungseinrichtung 18, die zweite Führungseinrichtung 28 der Tragarm 16 und das Traggestell 30 dargestellt. Der Verfahrrichtung des Tragarms 16 entlang der ersten Führungseinrichtung 18 und die Verfahrrichtung der ersten Führungseinrichtung 18 entlang der zweiten Führungseinrichtung 28 sind dabei mittels jeweils eines Pfeils V1 bzw. V2 repräsentiert.
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Die Vorrichtung 12 umfasst weiterhin eine Leistungselektronik 32 mit einem (nicht weiter dargestellten), Wechselrichter, anhand welchem eine vom Stromnetz bereitgestellte Wechselspannung in eine Gleichspannung gewandelt wird, vgl. 1. Die Leistungselektronik 32 ist mittels eines Stromkabels 34 mit dem Tragarm 16 und mit dem Ladestecker 14 elektrisch verbunden
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Die Leistungselektronik 32 ist weiterhin in nicht weiter dargestellter Weise mittels eines weiteren Stromkabels an das Stromnetz angeschlossen. Gemäß einer nicht weiter dargestellten Variante dienen die Schienen der zweiten Führungseinrichtung 28 oder zumindest Teile davon als Stromleiter, wobei die Rollen 20' als Stromabnehmer verwendet werden. Die Leistungselektronik 32 ist dabei in bauraumsparender Weise zwischen der ersten Führungseinrichtung 18 und der zweiten Führungseinrichtung 28 angeordnet.
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Das in der 3 gezeigte Flussdiagramm repräsentiert einen automatischen Ladevorgang des elektrisch angetriebenen Kraftfahrzeugs 4 anhand der Vorrichtung 12.
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Hierbei wird in einem ersten Schritt I der Tragarm 16 mit der daran montierten optischen Erfassungseinheit 22 im Bereich des Umfangs der Stellfläche 2 und um das Kraftfahrzeugs 4 automatisch verfahren.
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Währenddessen werden mittels der optischen Erfassungseinheit 22 Bilddaten 24 des Kraftfahrzeugs 4 aufgenommen und die Position der Ladedose 10 erfasst. Anhand der Bilddaten 24 wird in einem anschließenden zweiten Schritt II eine Punkt-basierte Repräsentation der Ladedose 10 erzeugt. Hierzu werden die Bilddaten 24 hinsichtlich charakteristischer Merkmale der Ladedose 10, beispielsweise eine relative Anordnung von Teilen der Ladedose, die Position, der Größe, die Form eines Bestandteils der Ladedose ausgewertet.
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In Abhängigkeit des Ergebnisses der Auswertung wird in einem Schritt III ein Verfahr- oder Verstellweg des für den Ladestecker 14 zum Verbinden mit der Ladedose 10 bestimmt und der Ladestecker 14 entsprechend verstellt. Nach der Herstellung der Verbindung der Ladedose 10 und des Ladesteckers 14 wird ein Ladestrom zum Laden der Traktionsbatterie 6 von der Vorrichtung 12 bereitgestellt und mittels des Ladesteckers 14 an die Traktionsbatterie 6 ausgegeben, so dass eine Ladezustand der Traktionsbatterie 6 (Schritt IV) erhöht wird.
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Die Ansteuerung des Tragarms 16, inklusive dessen Verstellen entlang der ersten Führungseinrichtung 18, das Verfahren der erste Führungseinrichtung 18 entlang der zweiten Führungseinrichtung 28 sowie das Ansteuern der Erfassungseinheit 22 und die Auswertung der Bilddaten 24 werden dabei von der Steuereinrichtung der Vorrichtung 12 durchgeführt.
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Die Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Vielmehr können auch andere Varianten der Erfindung vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Gegenstand der Erfindung zu verlassen. Insbesondere sind ferner alle im Zusammenhang mit den Ausführungsbeispielen beschriebenen Einzelmerkmale auch auf andere Weise miteinander kombinierbar, ohne den Gegenstand der Erfindung zu verlassen.
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Bezugszeichenliste
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- 2
- Stellfläche für ein Kraftfahrzeug
- 4
- elektrisch angetriebenes Kraftfahrzeug
- 6
- Traktionsbatterie
- 8
- Steuergerät des elektrisch angetriebenen Kraftfahrzeugs
- 10
- Ladedose des elektrisch angetriebenen Kraftfahrzeugs
- 12
- Vorrichtung
- 14
- Ladestecker
- 16
- Tragarm
- 16'
- Armabschnitt
- 18
- erste Führungseinrichtung
- 20, 20'
- Rolle
- 22
- optische Erfassungseinheit
- 24
- Bilddaten
- 26
- Kommunikationseinrichtung
- 28
- zweite Führungseinrichtung
- 30
- Traggestell
- 32
- Leistungselektronik
- 34
- Stromkabel
- I
- Verfahren des Tragarms und Erfassen der Ladedose
- II
- Erstellen einer Repräsentation und Ermitteln eines Verstellwegs
- III
- Verbinden des Ladesteckers mit der Ladedose
- IV
- Bereitstellen eines Ladestroms
- V1
- Verfahrrichtung entlang der ersten Führungseinrichtung
- V2
- Verfahrrichtung entlang der zweiten Führungseinrichtung