CN110520327A - 车辆用电池*** - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于车辆(1)最好是地面运输车的电池***(200)，具有：至少一个用于车辆(1)的至少一个车辆部件(2)的供电的充电电池(210)；用于与外部充电装置(310)的机械(52)充电连接和电(53)充电连接以便在充电状态中由该充电装置(310)充电该电池(210)的充电部件(50)；安全装置(60)，其至少部分布置在该充电部件(50)的区域中以探测发现所述充电部件(50)与充电装置(310)的机械充电连接，从而能在充电状态中执行该车辆部件(2)的供电的安全断开。

Description

车辆用电池***
本发明涉及车辆用电池***。本发明还涉及充电***和方法。
从现有技术中知道了，车辆且尤其是地面运输车如叉车是电力运行和/或电动的。为了车辆部件如电动机的供电，在此采用充电电池作为电源。车辆的充电电池(蓄电池)此时例如设计成锂电池(尤其是锂离子电池)以便在短暂临时充电情况下也能容许车辆长期运行。短暂的临时充电此时通常已经可能将车辆运行(即使用时长)延长好多个小时。
因此缘故，电池的临时充电为了例如能暂时将车辆投入使用并且延长使用时长，在实践中越来越受欢迎。因此通常期望的是，简单地和/或快速地和/或符合人体工程学地设计车辆或电池的接通至充电设备。通常，电池为此通过相同的连接点不仅连接至车辆(例如车载电网)，也连接至充电设备。
此时可能可行的是，车辆(即车载电网或车辆部件)还有充电设备的充电插头与电池导电接通。相应地，车辆可以在充电过程中准备好工作，因为保持了通过电池供电。但此时必须避免在不小心操作中、例如在随车辆驶出时损伤仍接通的充电设备和/或车辆。
为了防止这样的事情，必须采取在技术上费事且复杂的措施。例如可以规定，首先人工分开电池与车辆部件(或车载电网)的连接，随后才接通充电设备以便充电。但这不太符合人体工程学且费时。临时充电的持续时间为此被显著延长。
因此，本发明的任务是至少部分消除前述缺点。本发明的任务尤其是提供一种更安全的和/或更快速的和/或更符合人体工程学的电池充电可能性。
前述任务通过一种具有独立***权利要求1的特征的电池***、一种具有并列***权利要求的特征的充电***以及一种具有独立方法权利要求的特征的方法完成。本发明的其它特征和细节来自各自从属权利要求、说明书和附图。在此，关于本发明的电池***所描述的特征和细节显然与本发明的充电***和本发明的方法相关地也是适用的，反之亦然，从而与针对本发明的一些方面的公开内容相关地总是相互参照或可以相互参照。
该任务尤其通过一种用于车辆尤其是地面运输车的电池***完成，具有：
-用于供电给车辆的至少一个车辆部件的至少一个充电电池尤其是锂离子电池，
-用于与外部充电装置机械和电充电连接的充电部件，以便在(电池***的)充电状态中由充电装置给该电池充电，最好通过在充电装置和电池之间建立电连接和/或电能传输，
-安全装置，其至少部分(在空间上)安置在充电部件区域中，以便探测发现充电部件与充电装置的机械充电连接，从而优选可以执行在充电状态中的车辆部件供电的安全断开，优选通过至少部分断开车辆部件与电池之间的电连接和/或至少有时禁止在电池和车辆部件之间的电流流动和/或至少有时中断至车辆的主电流。
这有以下优点，在探测发现到充电部件与充电装置之间的机械充电连接时已经防止车辆部件的供电，尤其是中断车辆的主电流。这样的机械充电连接例如是充电装置的充电插头与充电部件的充电插口的形状配合。
因此也可以至少减少一问题，该问题出现在仅探测发现电充电连接时。为了探测发现电充电连接，例如可以在充电插头(充电设备插头)内设置导电桥(或转换件)，其在***时接触电池***的导体，因此接通一个电路。于是这可以作为电充电连接被探测发现。由此还可以引起供电中断。但可能有问题的是：存在“桥”的缺陷和/或在电充电连接之前建立机械充电连接(如插头壳体与插座壳体的机械锁闭)。在此情况下，充电装置或充电插头连接至充电部件，但这无法被可靠探测发现。另一问题是，总是必须在充电插头内设置这样的转换件，这导致附加费用和成本，以及结构空间或许减小。而在本发明的电池***中可以规定，发现机械充电连接以便进行安全断路。相应地，本发明的解决方案可以降低费用和技术成本以及提升安全性。
在此，机械充电连接优选是指：充电装置、尤其是充电装置的充电插头壳体与充电部件、尤其是充电部件的充电插口壳体的物理和/或非电气的接通。在此，该充电连接优选是在充电装置与充电部件之间的力锁合和/或形状配合和/或可分离的连接。例如，为此可以采用至少其中一个壳体的至少一个弹性和/或弹动的(壳体)件和/或至少一个锁定件，以便建立这种形状配合和/或力锁合。至少其中一个壳体和/或构件和/或锁定件此时可以或许由塑料制造。这允许充电装置的简单可靠接通以便电池充电。
进一步有利地可以规定，该充电部件设计成与充电装置互补，以建立呈可分离的力锁合连接和/或形状配合连接的形式的机械充电连接。例如，该充电部件为此可以具有充电插口，其设计成与充电装置(例如充电设备)的充电插头(插头)互补。换言之，该充电插口可以在充电插口开口的几何形状和/或直径、和/或长度方面被设计成接纳充电插头。通过这种接纳，可以建立机械充电连接。为了形状配合连接和/或力锁合连接，例如在充电部件和/或充电装置中设置至少一个锁定件，其在接纳时(即在例如插头***时)建立形状配合和/或力锁合。因此，保证了安全可靠的机械连接。同时，可以通过充电部件和充电装置的电接线端的相互接通来建立电充电连接。
安全装置最好可以具有操作件，其如此邻接充电部件尤其是充电插口设置，即，在建立(尤其是机械)充电连接之前和/或之中，将力通过尤其充电插头最好充电插头壳体部的充电装置施加至操作件，从而可通过该操作件执行探测发现。例如该操作件在此可以设计成是活动的和/或活动地和/或可转动地安装在安全装置的和/或充电部件的壳体上。最好该操作件设计成等臂杆。这有以下优点，可以进行机械充电连接的简单可靠的探测发现。尤其在此仅以机械方式进行操作件的操作(因而没有像在转换件中那样以电气方式)。
充电部件壳体、尤其是装有充电插口的壳体部优选如此形成，即，在充电插头和充电插口之间建立形状配合之前或之时，该安全装置的安全路径被断开。优选地，为此在壳体部上设置一个操作件，以测知运动到进入形状配合。例如，为此将该操作件如此安置在壳体部上，即，它安置在一个连接区(例如在形状配合用锁定机构等前)中，以便测知运动进入形状配合。这样，当充电插头接近在充电插口中的最终位置时，就已经发现带来危险的形状配合。在此发现(已启动的)形状配合而不是电接触(即电充电连接)，这可以明显提高安全性。为此，有缺陷的导电接触也不导致安全危险。
可选地可能可行的是，只探测发现机械充电连接，因而不探测发现电充电连接。这具有以下优点，用于探测发现、尤其是电转换件的技术成本和费用可被降低。
该充电部件优选安置在电池壳体上，最好是牢固地和/或不会活动地固定在电池壳体上，并且尤其是该安全装置至少部分安置、最好是固定在充电部件与电池壳体之间。由此，尤其可以减小所需的结构空间。
可选地，可以在本发明电池***中规定，该充电装置被设计和/或布置成在充电部件外侧和/或与之分开和/或空间间隔开，且最好不是本发明电池***的一部分。借此获得如下优点，也能使用不同的充电装置作为充电设备。
在另一个可能方式中可以规定，安全装置的(尤其是单纯)机械操作件直接或相邻地安置在充电部件壳体上，最好在连接区中，在该区域中，充电装置尤其是充电插头为了与充电部件且尤其是充电插口的充电连接而通过接通运动被***，从而该操作件最好可以设计成通过充电装置的接通运动可***作、尤其是可被运动。相应地可能可行的是，当充电装置或充电插头***充电部件或充电插口中时，将力经由充电装置或充电插头施加至操作件，因为例如该操作件安置在连接区中，充电装置或充电插头在完全的机械充电连接情况下在该连接区中延伸。这有如下优点，可以实现简单且廉价的探测发现，其因为测知充电装置在连接区内的空间存在而很可靠地识别出机械充电连接。
可以在本发明范围内规定，该安全装置的机械操作件如此布置在充电部件的连接区内，即，通过充电装置的施力在机械充电连接建立过程中在时间上在充电装置的至少一个电触点与充电部件的各配对触点接通之前进行。该接通(即电触点与配对触点的电连接)在此例如用于电能从充电装置传输至电池。例如，充电装置在此设计成充电设备，其执行充电方法以对电池充电。因此，可以实现可靠的充电。
可以进一步有利地规定，设有安全装置的电开关机构，且尤其是被集成到电池***的电安全路径中，最好可通过该安全路径连接至电池管理***，以便为了探测发现机械充电连接而断开安全路径。例如该电池管理***通过至少两根电线与该安全路径电连接，电线因此与开关机构形成一个电路。当通过开关机构断路时，因此可以中断流过该电路的电流流动。尤其是，所述断路可以通过电池管理***来确定以探测发现机械充电连接，例如通过电池管理***的分析装置和/或处理装置(尤其作为监测装置和/或驱动装置)。尤其优选地，开关机构在此设计成按钮，其由该操作件来操作。因此能够可靠地进行探测发现。尤其是，这在开关机构断开安全路径以便探测发现且进而优选设计成常开触点时带来优点。借此可以保证即便在故障情况下(电流中断时)也禁止车辆部件的供电。
还可以规定，
-在(电池***的)常态下，该开关机构接通安全路径，从而实现电流流过安全路径，以探测发现未与充电装置机械连接的充电部件，和
-在(电池***的)充电状态中，该开关机构断开安全路径，从而电流流动完全或者基本被阻止，以便探测发现与充电装置机械连接的充电部件。
在此情况下，例如可以在常态中建立至车辆部件的供电，并且在充电状态中被禁止。例如通过电池管理***的处理装置(尤其作为监测装置和/或驱动装置)进行电流流动的分析。这尤其具有如下优点，在断开电流流动出错时，使电池***转入一个可靠状态。
根据另一可能方式可以规定，操作件且尤其是机械等臂杆邻近开关机构布置，并且最好活动安装在安全装置壳体和/或充电部件壳体上，以便尤其在施力于操作件时通过操作件的至少部分线性的运动或转动、倾转或摆动来操作该开关机构。这样，机械运动因为建立机械充电连接而可被用于产生电信号(在此尤其是电流流动中断)。尤其是，电池管理***可以获得该信号以探测发现机械充电连接，并且在肯定发现时断开车辆部件的供电。例如，该开关机构在此被设计成电子开关或机械开关尤其是按钮例如晶体管，以禁止电流流动。尤其是该操作件被设计成承受例如弹簧件的弹簧力，以便在常态中在充电连接未连接之时不操作或不接通该开关机构。
还可在本发明范围内想到，设置至少一个电子开关件用于建立电池与车辆部件的电连接，并且尤其是电池管理***的控制路径电连接至该电子开关件，从而在探测发现机械充电连接时可通过控制路径将电子开关件置于断开的开关状态，以便至少有时断开电池与车辆部件的电连接。由此能在探测发现机械充电连接时可靠中断车辆部件的供电，即启动安全断开。例如，在此情况下该开关件如开关机构被设计成电子开关。尤其是在此规定处理装置(最好作为监测装置和/或驱动装置)，以便通过控制路径执行该开关件的控制。
此外可以规定，设有电池管理***，其最好通过至少一个或各控制路径电连接到至少一个开关件，从而根据机械充电连接的探测发现：
-针对在肯定发现时(在充电状态)充电过程，可将第一电子开关件置入接通的第一开关状态，将第二电子开关件置入断开的第二开关状态，和/或
-针对在否定发现时(在常态下)准备好对车辆部件供电，可将第一电子开关件置入接通的第一开关状态，将第二电子开关件置入接通的第二开关状态。
还可以想到，该车辆部件被设计成车辆的电驱动部件尤其是电动机。
可能可行的是，在本发明的电池***中设置：
-分别用于建立和/或断开电池与车辆部件的电连接的至少两个(电和/或电子)开关件，尤其用于建立和/或中断车辆部件的供电。
此外可以想到设有一个充电连接点，其在电气方面与(电子)开关件无关地与电池电连接(或许固定和/或不可分离)，且尤其设计用于(或许可分离)电连接至(外部)充电装置，从而最好充电装置对电池的充电可以与开关状态无关地和/或在至少其中一个(或恰好一个)(电子)开关件断开的开关状态中执行。这样得到如下优点，在充电时也能中断至车辆部件的供电，进而可以提供车辆部件供电的安全断开。
此时充电装置优选设计成外部充电装置，即设于电池***和/或车辆外。
尤其是，断开的开关状态涉及截止的或断开的开关状态用于通过相应开关件至少在一个流动方向上截止电流流动，而尤其是接通的开关状态涉及到开通的或闭合的开关状态，以允许电流流动。
该开关件的断开的开关状态最好用于中断各电连接，尤其是至少显著减小经过各连接的电流流动，从而可以中断车辆部件的全部供电。供电在此尤其被如此中断，即，经由连接的电能传输被截止。
尤其如此得到一个优点，该充电连接点在电气方面与(电子)开关件无关地电连接至电池。这允许至少其中一个电子开关件为了充电可被转入断开的(即打开的和/或截止的)开关状态中(即进入截止状态)，从而尤其是该车辆部件与电池的电连接通过该开关件被截止。换言之，为此执行车辆部件供电的安全断开。这样防止从电池至车辆部件的充分电能传输，进而车辆无法前行运动或被驱动。换言之，尽管充电设备(即例如充电装置的或充电插头的)***上和/或尽管有充电过程，通电或供电至车辆部件(即至车辆)被禁止。通过这种方式，可以提供有效的驶离保护。这还可以在技术上简单廉价地实现，因为尤其是不需要对车辆的进一步调整。尤其是，驶离保护可以只由该电池***提供。
根据本发明的一个有利改进方案可以规定，设有至少(或恰好)一个第一和第二(电子)开关件，其中最好
-该第一(电子)开关件被集成在第一电流路径中且可被置入接通的第一开关状态，从而可以在第一电流路径中建立电池与充电装置和/或与车辆部件的第一电连接，
-第二(电子)开关件被集成到第二电流路径中且可被置入接通的第二开关状态，从而可以建立在第二电流路径中的电池与车辆部件的第二电连接，
其中，充电连接点最好设计用于与第二电子开关件的第二开关状态无关地将电池电连接至充电装置。因此，可以通过该充电连接点或许实现电池与充电装置的第二电连接，在这里，尤其是为了借助充电装置的充电，两个电连接必须是激活的(第一和第二电连接)；和/或为了驱动车辆部件，(通过第一和第二电流路径的)两个电连接也必须是激活的。这有如下优点，由于可禁止车辆前行运动而可提供更安全的充电可能性。
此时尤其可能可行的是，可以在至少其中一个或恰好其中一个电子开关件且尤其是第二电子开关件的断开的开关状态中(和/或与开关状态无关)执行和/或执行充电装置对电池的充电。尤其是，电池***在此包括在第一电流路径(或许电池的正分支)中的第一电子开关件和在第二电流路径(或许电池的负分支)中的第二电子开关件。在此，两个开关件(关于待截止的电流方向)优选反并联地被集成到电流路径中，从而尤其是可以通过开关件截止两个不同的流动方向(例如从电池至车辆部件和反之)。尤其是，第二连接点和第三连接点可用于电池与车辆(即车辆部件)的接通。第三连接点此时例如(或许直接或马上)连接至第一电子开关件，而第二连接点(或许直接或马上)连接至第二电子开关件。
原则上，第二和第三连接点在此也可以用于连接至充电设备。但这有如下缺点，为了充电而必须保持两个开关件接通，从而车辆部件也还接受电池电能。因此可以设置第一连接点(充电连接点)，其与(第一或第二)电子开关件的(第一或第二)开关状态无关地电连接至该电池。这允许例如通过将第二电子开关件切换至断开的(第二)开关状态而可截止电池电能传输至车辆部件，但还是可以通过第一连接点将充电设备连接至电池以便充电。在第一连接点上，相应地可以设置分支点和/或触点，用于连接至充电设备(或充电插头)和/或在结构上提供。尤其是将所述分支点或第一连接点只用于与充电设备接通。尤其在此利用以下事实，即，各开关件作为半导体(开关)仅在一个流动方向上截止电流流动。此时，第一连接点优选直接连接至电池的(至少)其中一个电池单元的接地点。
尤其是，这些连接点(尤其是还有充电连接点)此时可以涉及到在导电体处/中的位置和/或(例如相同或共同的)电位，最好也包含在导体上的电接线端等。但是，连接点不一定必然是如下元件，其在结构上突出于其余导体。因此，至少其中一个连接点(按广义)也可以只涉及到电路中的位置说明。而在狭义上，至少其中一个连接点已做好容许接通的调整，像接合件(例如插接件或用于插接件的插槽等)。
尤其为了提供电池供电至车辆部件而必须在充电后又如此控制两个开关件(置入接通的或闭合的开关状态)，即，两个开关件允许电流流动。也可能可行的是，在正常运行中，电池管理***不同地控制各开关件，例如也在断开的开关状态中，以便执行各种各样的管理功能。这样的管理功能例如是电流流动控制。为了可靠完全地截止两个电流流动方向，此时例如必须将两个反并联的开关件转入断开的开关状态。
还可以想到，当充电插头或充电设备尤其通过至少一个转换件接通时，产生至少一个(电)信号，其造成第二电子开关件转换至断开的(第二)开关状态(进而通过第二电子开关件在至少一个流动方向上截止电流流动)。这样，车辆部件无法再通过电池(充分)接受电能，从而可靠防止驶离。
尤其是，该转换件被设计成被动的和/或机电的部件、尤其是电子部件，以探测发现电充电连接。例如该转换件被设计成副触点和/或桥，其在充电插头接通时发送电控制信号至电池管理***和/或实现它。例如可以规定，副触点在接通时跨接两条信号线，以便产生控制信号。该控制信号于是可以例如由(例如电池管理***的或许被动的)电路读取，随后，在肯定发现控制信号时，第二电子开关件可以被强制转入断开的(第二)开关状态。尤其是，在此可以如此设计电池***的电路，即，控制信号无法通过其它部件被过调。替代地或附加地可以想到，该转换件满足另一功能，像例如表明充电装置的导电接通成功。或许，转换件仅完成用于充电装置的功能，因此未被用于所述电池***或未被电池管理***利用。这如此允许很可靠的运行，即可以探测发现导电接通(电充电连接，它尤其通过转换件被探测发现)还有机械接通(机械充电连接)。
该转换件优选设计成是导电的和/或平面状的和/或销状的，并且尤其牢固连接至充电插头。在此，当充电插头接通时，该转换件最好接触该电池***的相应的配对触点。
在此，车辆部件优选设计成车辆的车载电网或驱动装置或驱动装置的一部分或电动机等。尤其是，车辆部件用于车辆的驱动即前行。换言之，可能可行的是，通过车辆部件的供电或者通过提供电池电能给车辆部件可以实现车辆的前行。在此，在充电过程中的供电中断有如下优点：阻止前行运动，进而可以减小充电装置受损危险。
尤其是，车辆在此被设计成电动车和/或地面运输车(地面运输设备)和/或机动车。例如，地面运输车被设计成输送机构，它根据其结构形式以轮子在地面上行驶并且可自由转向和/或设立用于运送、牵引和/或推动货物和/或确定用于企业内部使用。还可以想到，地面运输车设计用于升降、堆放和/或搁架存放货物和/或能拿取和安放货物本身。此时，它例如可以是电动行进设备或电动立放设备或电动司机座设备。
该电池***优选包括至少一个(充电)电池，其(分别)具有一个或多个电池单元(尤其是原电池)。例如该电池单元或许以电池模块或电池堆等形式相互连接和/或组合。此外可以规定，该电池***包括至少一个电池管理***，其例如电连接至该电池(和/或一个或多个电池单元和/或电池模块和/或电池堆)或者配属于它。尤其是，电池管理***在此用于控制和/或监测电池(或电池单元)的放电过程，和/或用于控制和/或监测电池的充电过程，即在电池***且尤其是电池的电池单元中的充电。为此，电池管理***例如可以控制第一电子开关件和/或第二电子开关件，尤其是通过各开关件的控制路径。因此，电池管理***可以电连接至各开关件。
尤其是该电池在此用于给车辆的至少一个车辆部件供电，即用于驱动该车辆部件，例如用于车辆的驱动或前行。例如，电池为此可以电连接至车辆的车载电网。尤其是，电池在此提供电压和/或在车辆部件上加载在10至100伏、最好是20至80伏特、优选是40至60伏范围内的电压。
充电电池优选设计成锂电池(尤其是锂离子电池)。这样的锂离子电池在此有如下优点，能以高充电速率快速再充电。该电池例如可以在最多1小时内被充满电，和/或可以进行持续时间最多几分钟的临时充电以便延长使用时间多个小时。因此尤其是在与地面运输车连用时可以获得如下优点，进行所谓的中间存放，以便能暂时驱动该地面运输车。
根据另一可能方式而可以规定，尤其是电池管理***的尤其是第二控制路径被电连接到至少其中一个电子开关件(尤其是第二电子开关件)，从而在与充电装置连接时能将至少其中一个电子开关件通过控制路径置入断开的(第二)开关状态，以便尤其是至少有时断开电池与车辆部件的(第二)电连接。这允许自动中断电池对车辆部件的供电，从而在充电设备(即充电装置)接通时已经能提供驻车锁。由此可以进一步提高充电时的安全性。
尤其是，关于电子开关件，(或许至少部分或完全)断开电连接和/或电流流动在此也是指电流流动的截止，此时仅还实现很小的电流流动(就像在半导体开关的截止状态中在技术上无法避免的那样)。换言之，在断开的开关状态中显著减小电流流动，从而无法有效地实现供电以驱动车辆部件。
优选可以在本发明范围内规定，第一电流路径被设计成正电流路径，其电连接至电池正极，第二电流路径被设计成负电流路径，其电连接至电池负极。尤其是，第一连接点在此直接和/或马上电连接至电池负极(即尤其是至少一个电池单元的至少一个接地点)。因此，充电能可靠安全地进行。
可选地可以规定，设有电池管理***，其通过各控制路径电连接至该开关件，从而优选地，
-为了充电过程，可以将第一电子开关件置入接通的第一开关状态，将第二电子开关件置入断开的第二开关状态，和/或
-为了完全准备好地供电至车辆部件，可以将第一电子开关件置入接通的第一开关状态，将第二电子开关件置入接通的第二开关状态，和/或
-为了完全断开供电至车辆部件和/或两极断开车辆部件供电，可以将第一电子开关件置于断开的第一开关状态，将第二电子开关件置于断开的第二开关状态，从而最好不仅阻止供电、也阻止充电。
在此也可能可行的是，除了完全准备好或完全中断的供电外，还得到其它的供电状态，其通过开关件的不同开关状态产生。它们例如可以通过该电池管理***来控制，以便提供不同的管理功能用于电池***(例如电流流动控制等)。这样可以实现电池***的灵活可调的运行。
还有利的是，在本发明范围内其中一个所述电子开关件和充电连接点(第一连接点)分别直接电连接至该电池尤其是电池负极。这样，可以通过所述充电连接点与开关件无关地建立与电池的电连接，以便由此安全可靠地执行充电过程。
根据本发明的一个有利改进方案可以规定，该电子开关件相互反并联(即尤其在不同的电流方向上截止地或关于截止方向对向)地被集成在车辆部件供电用电路中，其中，最好该电子开关件分别设计成半导体开关且最好是功率半导体开关尤其是场效晶体管。为此得到许多可能的管理功能，其能改进电池***中的电流流动。替代地或附加地可以规定，该电子开关件设计用于在当时断开的(即截止的)开关状态中总是仅在一个流动方向上截止电流流动(电池或供电)。
可能有利的是，在本发明范围内用于车辆部件供电的电池***被设计成车辆的电驱动部件尤其是电动机。这样，车辆部件用于车辆前行。尤其是，为了驱动车辆部件即为了车辆前行而需要将电池供电提供给车辆部件。此时可以规定，在电池充电时防止供电，以便提升在充电阶段中的车辆运行时的安全性。
可选地可能可行的是，充电连接点被设计成第一连接点，在这里，设置第二连接点用于通过第二电子开关件将车辆部件连接至电池，设置第三连接点用于通过第一电子开关件将车辆部件连接至电池，其中，第一连接点被集成在第二电子开关件与电池之间的电流路径中，从而最好与第二电子开关件的第二开关状态无关地和/或也在断开的第二开关状态中存在第一连接点与电池之间的电连接。尤其是，此时第三连接点也可以设置作为其它连接点用于用充电装置充电，其中，所述充电连接点(第一连接点)和第三连接点连接至该充电设备的不同接线端或极。这样，能结构简单且可靠地进行充电。
本发明的主题也是一种用于车辆最好是地面运输车的电池***的至少一个电池的充电的充电***。在此情况下尤其规定，该充电***具有至少其中一个下述部件：
-用于车辆的至少一个车辆部件且最好是电动机的充电的电池，
-至少一个与电池***分开构成的带有充电插头的充电装置、最好是外部充电设备，用于传输电能至电池，
-电池***的充电部件最好是充电插口，其用于可分离地机械和电充电连接至充电装置以实现电能传输，
-安全装置，其至少部分安置在充电部件区域中，以便最好探测发现机械充电连接，从而最好可以执行车辆部件供电的安全中断。
本发明充电***优选可以具有本发明的电池***。这样，本发明的充电***带来了与参照本发明电池***所明确描述一样的优点。
可选地对于本发明充电***可以规定，该充电***还包括至少其中一个下述部件：
-电池***的至少一个充电电池，用于给车辆的至少一个车辆部件供电，
-电池***的至少两个电子开关件，分别用于建立电池与车辆部件的电连接，
-至少一个用于传输电能至电池的充电装置(充电设备)。
此时尤其可以想到，设有电池***的一个充电连接点，其在电气方面与电子开关件无关地电连接至该电池，且最好设计成可分离地电连接至充电装置，从而通过充电装置的电能传输也可以在断开的开关状态中和/或与至少其中一个电子开关件的开关状态无关地执行。
可以进一步有利地规定，该充电装置具有充电插头，其中，充电插头的至少一个第一接线端优选为了电池充电而电连接和/或可分离地连接和/或可连接至至少该充电连接点，并且充电插头的至少一个第二接线端为了电池充电而与至少另一个(尤其是第三)连接点电连接和/或可分离连接和/或可连接。这允许简单可靠地执行充电。
此外可以规定，该充电装置最好具有充电装置的充电插头、至少一个电转换件且尤其是被动件和/或机电件，其最好设计用于在与电池***尤其是电池管理***的接线端的导电接通时启动至少其中一个电子开关件切换至断开的开关状态，从而最好在充电插头接通以执行充电时防止车辆部件的(电池)供电、尤其是车辆驱动。这样可以保证在充电装置与电池***接通时的电池与车辆部件的可靠分离。或者可以想到的是，该转换件未启动该至少一个电子开关件的转换，而是仅用于例如通过充电装置分析和/或提供另一项功能。
本发明的主题也是一种方法尤其是用于在车辆最好地面运输车的电池***中充电的充电方法，具有电池***的用于给车辆的至少一个车辆部件供电的至少一个充电电池和最好电池***的至少两个分别建立电池与车辆部件电连接的电子开关件。
最好在此进行至少一个下述步骤，其中，所述步骤优选先后地或以任何顺序进行，且尤其最好也能重复进行一些步骤：
-将(外部)充电装置连接至电池***的充电部件，以建立机械充电连接和电充电连接，
-当探测发现(尤其是仅)机械充电连接(尤其是在充电装置和充电部件的壳体部分之间)时启动至少其中一个电子开关件断开至断开的开关状态，从而该车辆部件的供电被显著减小和/或完全中断，
-启动用于由充电装置对电池充电的充电过程。
这样，本发明的方法带来了与如参照本发明电池***和/或本发明充电***所明确描述的一样的优点。另外，或许可以通过所述方法驱动本发明的电池***和/或本发明的充电***。
可以有利地在本发明范围内规定，依据探测发现(机械充电连接)，使电池***从休眠模式转入充电状态，其中，最好在休眠模式中为了至车辆部件(供电)完全断开，使第一电子开关件移入断开的第一开关状态并使第二电子开关件移入断开的第二开关状态。这有如下优点，通过建立机械充电连接，电池***以简单方式能从休眠模式转入常态。切换模式(或许也称为等候模式)此时例如设置用于减小电池***中的功率消耗和/或避免深度放电。
优选在本发明方法、最好是充电方法的范围内规定，该车辆被设计成地面运输车。尤其是，车辆包括电池***的至少一个充电电池用于给车辆的至少一个车辆部件供电。优选地，在此设有电池***的至少两个(电子)开关件以分别建立电池与车辆部件的电连接(即导电连接或适合通电的连接)。
优选在本发明的方法中规定，执行至少其中一个下述步骤，其中，所述步骤最好先后或以任何顺序进行，在此，尤其最好也能重复进行一些步骤：
-将充电装置连接至电池***的充电连接点，其在电气方面与电子开关件无关地电连接至电池，
-启动至少其中一个电子开关件断开至断开的开关状态，从而车辆部件的供电被中断，即至少被显著减小和/或完全中断，即尤其防止车辆部件的完全供电或充分供电和/或防止通过车辆部件使车辆前行运动，
-启动用于由充电装置对电池充电的充电过程。
还在本发明范围内可以想到，通过充电装置的连接触发(尤其自动地通过在由充电插头的至少一个转换件进行连接时建立导电接触)，启动至少其中一个电子开关件的断开。这样进一步提高(充电过程的)充电时的安全性。
也要求保护一种车辆，其具有本发明的电池***以及车辆部件，最好用于执行本发明的方法。
本发明的其它优点、特征和细节来自以下参照附图对本发明实施例详细描述的说明。在此，在权利要求书和说明书中提到的特征可以分别单独地或在任何组合方式中对于本发明是重要的，附图分别示意性示出：
图1示出本发明电池***的一部分的视图，在此，机械充电连接处于断开状态，
图2示出本发明电池***的一部分的另一视图，在此，机械充电连接处于部分接通状态，
图3示出本发明的电池***尤其是安全装置的一部分的另一视图，
图4示出本发明充电***或本发明电池***的原理电路图，
图5示出本发明电池***的、本发明充电***的一部分的另一原理电路图，
图6示出本发明充电***的、本发明电池***的另一个原理电路图，
图7是示出本发明方法的视图。
在随后的图中，将相同附图标记用于相同技术特征即使实施例不同。
图1示意性示出了本发明的电池***200或本发明的充电***300。电池***200包括电池210，其可以连接至车辆1的车辆部件2以便供电。为了进行电池210的充电而需要提供电池210与外部充电装置310即尤其是充电设备310的电连接。为了允许这一点，设有充电部件50，其例如具有用于充电装置310的充电插头315的单独的充电插口51。尤其是，电连接(即电充电连接)此时伴随机械连接(即机械充电连接)。为了安全可靠地保证电充电连接，此时或许有意义的是通过机械充电连接实现充电装置310与充电部件50的固定。相应地，该机械充电连接也可以利用在充电插头315和充电插口51之间的形状配合等。
另外，图1示出了充电装置310的两个触点320，它们是充电插头315的一部分。为了现在建立充电连接，在接通运动B的运动方向上使充电插头315移动到连接区V中，从而充电插头315被***充电插口51中。在此情况下，首先出现机械充电连接，随后出现至少两个触点320与充电部件50的至少两个配对触点53的接通，由此又建立电充电连接。在此，机械充电连接尤其是充电部件壳体52与充电插头315的插头壳体316的机械形状配合连接和/或力配合连接，例如通过未示出的锁定件。
为了可以实现安全可靠的充电而有意义的是，在充电装置310连接情况下抑制车辆部件2的供电。为此，原则上可以测知电充电连接，以执行供电中断。为了获得基本的安全性，根据本发明可以想到探测机械充电连接、尤其探测形状配合，以启动中断。为此，可以在充电部件50区域中设置安全装置60，例如与之紧邻(例如距充电部件50最多1毫米或最多5毫米或最多1厘米或最多4厘米设置)。尤其是，安全装置60直接安置在电池210的电池壳体215上。安全装置60最好具有至少一个操作件63尤其是等臂杆，其至少部分在连接区V内延伸。由此可以实现在充电装置310即尤其是充电插头315运动到连接区V中时操作尤其移动该操作件63。这在图2中被示意性示出。在此，可以通过操作件63的运动来操作一个开关机构62、最好是常开触点和/或按钮，其例如断开安全路径65。因此，在充电状态中(在探测机械充电连接时)断开安全路径65的电路，因此可以中断电流流动，这可由电池管理***400来确定。借此获得如下优点，即，电池管理***400在探测机械充电连接时能中断充电部件50的供电，如以下还将详述的那样。
尤其还设有弹簧件64，其可连接至操作件63。由此可以提供一种弹簧加载式操作件63以便在常态下(在充电连接开路时)接通该电路。
图3示出了安全装置60的结构连同其它细节。用虚线表示充电插头315以呈现充电插头315在充电插口51内的位置。此外示出了开关机构62设计成按钮，其由(或许弹簧加载的)操作件63来操作。也能看到安全装置60的部件布置在充电插口51区域中，在此能看到安全装置60的所示部分固定在电池壳体215或安全装置60的壳体61上。
图4示意性示出了本发明的充电***300的以及本发明的电池***200的原理性结构。为了车辆1的驱动尤其是前行，此时设有车辆1的充电电池210。电池210在此可以具有一个或多个电池单元211，如示意所示的那样。为了实现车辆的至少一个车辆部件2如电动机的供电，充电电池210可以通过第二和第三连接点P2、P3连接至车辆部件2。车辆部件2或许(例如除了电动机外)也可以包括电网和/或车辆1的车载电网。
尤其如此允许车辆部件2的供电，第一电流路径231将第三连接点P3连接至电池210的正极212，而第二电流路径232将第二连接点P2连接至电池的负极213。此外，在相应电流路径231、232中可以设有电子开关件20。开关件20容许在断开的开关状态下截止电流流动并且在接通的开关状态下允许电流流动。尤其是，此时电子开关件20被设计成半导体开关，从而优选在断开的开关状态下相应的开关件20只在一个流动方向上截止电流流动。这允许尤其通过电池管理***400对电流流动的复杂灵活控制。为此，电池管理***400例如可以通过控制路径S、尤其是通过第一和第二控制路径S1、S2电连接至相应开关件20和/或控制相应开关件。
可选地可以允许在至少其中一个电流路径、尤其是第一电流路径231中设置另一个开关件30。它也或许可以由电池管理***400经由相应的至少另一个控制路径S3来控制。此时可能可行的是，第一电子开关件21直接连接至电池210的正极212，而第二电子开关件22直接连接至电池210的负极213。还可以想到，设置测量机构M或测量路径M，其容许由电池管理***400监测电池210。在此，电信号优选可以通过控制路径S依据所述测量和/或监测被输出，以便根据所述监测和/或测量来控制相应电子开关件20。
为了现在完全建立用于车辆部件2的供电而需要第一电子开关件21和第二电子开关件22都被接通(进而允许电流流过相应的电流路径231、232)。
为了电池210的充电，充电***300还可以具有充电装置310。充电装置310例如包括至少一个充电插头315和/或至少一个电转换件320用于探测电充电连接。
如图5所示，此时可以将充电装置310的接线端或极连接至电池***200的相应的连接点P1、P3。尤其是，此时将一个连接点用于充电装置310的接线端中的第一接线端，用该连接点也实现与车辆部件2的连接(例如第三连接点P3)。另外，还设有作为充电连接点的第一连接点P1，其(尤其是仅)用于接通充电装置310的接线端的第二接线端。如参见图4-6，在此，第一连接点P1被如此集成在电池***200中，即，在电池210与第一连接点P1之间的电连接即便在断开的(第二)开关状态下和/或与第二电子开关件22的(第二)开关状态无关地也可实现。
通过这种方式，可以在电池210充电时提升安全性，做法是在充电过程中(例如在探测机械充电连接和/或电充电连接时)使第二电子开关件22转入断开的开关状态。这如此造成至车辆部件2的电流流动的截止，从而防止充分供电以驱动车辆部件2。
为了进一步提升安全性，可以在充电插头315上设置至少一个转换件320。因此图6示意性示出了，可以根据至少一个转换件320通过处理装置、尤其是(例如电池管理***400的)监测装置和/或驱动装置410探测充电装置310与电池***200的充电部件50导电接通。替代地或附加地，可以通过处理装置410或另一个处理装置410探测机械充电连接，如参照图1-3所述地，例如通过监测经过安全路径65的电流流动。依据所述探测，于是例如可以经由至少其中一个控制路径S发出一个信号以便尤其使第二电子开关件22转入断开的开关状态。尤其是，至少一个转换件320此时用于在接通时跨接两条信号线(如将在图6中看到的那样)。为此，转换件320例如可以设计成例如由至少一种金属构成的(尤其导电的)电辅助触点。尤其是，转换件320在此固定连接至充电插头315。
图6还示出了充电插头315可以具有第一接线端A1和第二接线端A2。当充电装置310与电池***200接通时，在此例如可以使第一接线端A1接触第一连接点P1，使第二接线端A2接触第三连接点P3。
图7示意性示出了本发明的方法100。在此，根据第一方法步骤101进行将充电装置310连接至电池***200的充电部件50以建立机械充电连接和电充电连接。根据第二方法步骤102，当探测机械充电连接时进行至少一个电子开关件20断开至断开开关状态的启动，从而显著减少和/或完全中断车辆部件2的供电。根据第三方法步骤103，进行用于由充电装置310的充电电池210的充电过程的启动。
以上对实施方式的说明仅在例子范围内描述了本发明。显然，实施方式的各个特征只要在技术上有意义就可以相互自由组合，而没有超出本发明的范围。
附图标记列表
1 车辆
2 车辆部件
20 电子开关件
21 第一电子开关件
22 第二电子开关件
30 另一开关件
50 充电部件
51 充电插座
52 充电部件壳体，插座壳体
53 配对触点
60 安全装置
61 壳体
62 开关机构，常开触点，按钮
63 操作件，等臂杆
64 弹簧件
65 安全路径
100 方法
101 第一方法步骤
102 第二方法步骤
103 第三方法步骤
200 电池***
210 电池
211 电池单元
212 正极
213 负极
215 电池壳体
231 第一电流路径，正电流路径，正支路
232 第二电流路径，负电流路径，副支路
300 充电***
310 充电装置
315 充电插头
316 插头壳体，充电装置壳体
320 触点，转换件，桥，插头触点
400 电池管理***
410 监测装置和/或驱动装置
A1 第一接线端
A2 第二接线端
B 运动方向，接通运动
M 测量机构，测量路径
P1 第一连接点，充电连接点
P2 第二连接点
P3 第三连接点
S 控制路径
S1 第一控制路径
S2 第二控制路径
S3 其它控制路径
V 连接区

Claims (15)

1.一种用于车辆(1)最好是地面运输车的电池***(200)，具有：
-至少一个充电电池(210)，用于给车辆(1)的至少一个车辆部件(2)供电，
-充电部件(50)，用于与外部充电装置(310)的机械(52)充电连接和电(53)充电连接，以便在充电状态中由该充电装置(310)给该电池(210)充电，
-安全装置(60)，其至少部分布置在该充电部件(50)的区域中，以探测发现所述充电部件(50)与所述充电装置(310)的机械充电连接，从而能在充电状态中执行该车辆部件(2)的供电的安全断开。
2.根据权利要求1的电池***(200)，其特征是，该充电部件(50)与该充电装置(310)互补地构成，以便建立呈可分离的力锁合连接和/或形状配合连接形式的机械充电连接，其中，该安全装置(60)具有操作件(63)，该操作件如此邻接该充电部件(50)尤其是充电插口(51)布置，即，在充电连接建立之前和/或之中，通过该充电装置(310)尤其是充电插头(315)将力施加至该操作件(63)，从而能通过该操作件(63)执行探测发现。
3.根据权利要求1或2的电池***(200)，其特征是，该安全装置(60)的机械操作件(63)直接安置或邻近安置在该充电部件(50)的壳体(52)上，最好是在连接区(V)中，在该连接区中该充电装置(310)尤其是充电插头(315)能通过接通运动(B)被***，以便与该充电部件(50)尤其是充电插口(51)充电连接，从而该操作件(63)设计成通过该充电装置(310)的接通运动(B)而能够***作且尤其能够运动。
4.根据前述权利要求之一的电池***(200)，其特征是，该安全装置(60)的机械操作件(63)如此安置在该充电部件(50)的连接区(V)内，即，在建立机械充电连接过程中，通过该充电装置(310)的力施加在时间上是在该充电装置(310)的至少一个电触点(320)与该充电部件(50)的相应配对触点(53)接通之前进行的。
5.根据前述权利要求之一的电池***(200)，其特征是，设有该安全装置(60)的电开关机构(62)，其被集成在该电池***(200)的电安全路径(65)中，最好通过该安全路径(65)能连接至电池管理***(400)，以便为了探测发现机械充电连接而断开该安全路径(65)。
6.根据权利要求5的电池***(200)，其特征是，
-在正常状态中，该开关机构(62)接通该安全路径(65)，从而电流流过该安全路径(65)，以探测发现未与该充电装置(310)机械连接的充电部件(50)，并且
-在充电状态中，该开关机构(62)断开该安全路径(65)，从而完全或基本上防止电流流动，以探测发现与该充电装置(310)机械连接的充电部件(50)。
7.根据前述权利要求之一的电池***(200)，其特征是，操作件(63)尤其是机械等臂杆是邻近开关机构(62)设置的，并且最好活动安装在该安全装置(60)的壳体(61)上和/或该充电部件(50)的壳体(52)上，以便在施力至操作件(63)时通过该操作件(63)的至少部分线性的运动或回转或摆动或旋转运动来操作该开关机构(62)。
8.根据前述权利要求之一的电池***(200)，其特征是，设有至少一个用于建立该电池(210)与该车辆部件(2)的电连接的电子开关件(20)，并且尤其电池管理***(400)的控制路径(S)电连接至该电子开关件(20)，从而在探测发现机械充电连接时能通过该控制路径(S)使电子开关件(20)进入断开的开关状态，以便至少有时断开电池(210)与车辆部件(2)的电连接。
9.根据前述权利要求之一的电池***(200)，其特征是，设有电池管理***(400)，其通过相应控制路径(S)电连接到至少一个开关件(20)，从而根据探测发现机械充电连接：
-针对在肯定发现时的充电过程，能使第一电子开关件(21)进入接通的第一开关状态并使第二电子开关件(22)进入断开的第二开关状态，以及
-针对否定发现时准备好供电至车辆部件(2)，能使第一电子开关件(21)进入接通的第一开关状态，并使第二电子开关件(22)进入接通的第二开关状态。
10.根据前述权利要求之一的电池***(200)，其特征是，该车辆部件(2)被设计成车辆(1)的电驱动部件、尤其是电动机。
11.一种用于给车辆(1)最好是地面运输车的电池***(200)的至少一个电池(210)充电的充电***(300)，具有：
-用于给车辆(1)的至少一个车辆部件(2)供电的该电池(210)，
-至少一个设计成与电池***(200)分开的用于传输电能至电池(210)的充电装置(310)，
-电池***(200)的充电部件(50)，用于与该充电装置(310)可分离地机械及电充电连接，以实现电能传输，
-安全装置(60)，其至少部分布置在该充电部件(50)的区域中以探测发现机械充电连接，从而能执行该车辆部件(2)的供电的安全断开。
12.根据权利要求11的充电***(300)，其特征是，该电池***(200)根据权利要求1至10之一来设计。
13.一种用在车辆(1)最好是地面运输车的电池***(200)中的充电方法(100)，该电池***具有
电池***(200)的至少一个充电电池(210)，用于给车辆(1)的至少一个车辆部件(2)供电；和
电池***(200)的至少两个电子开关件(20)，分别用于建立电池(210)与车辆部件(2)的电连接，
其特征在于如下步骤：
-将充电装置(310)连接至该电池***(200)的充电部件(50)，以建立机械充电连接和电充电连接，
-当机械充电连接被探测发现时，启动至少其中一个电子开关件(22)断开至断开的开关状态，从而该车辆部件(2)的供电被显著减小和/或完全中断，
-启动由充电装置(310)对电池(210)充电的充电过程。
14.根据权利要求13的方法，其特征是，依据所述探测发现，该电池***(200)从休眠模式转入充电状态，其中，最好在休眠模式中为了完全相对于车辆部件(2)断开而将第一电子开关件(21)转入断路的第一开关状态并将第二电子开关件(22)转入断路的第二开关状态。
15.根据权利要求13或14的方法(100)，其特征是，根据权利要求1至10之一的电池***(200)和/或根据权利要求1或12的充电***(300)被驱动。
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