DE102016212890A1 - Verfahren zum Betrieb einer Ladevorrichtung - Google Patents

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb einer Ladevorrichtung zum Laden eines Energiespeichers eines Fahrzeugs, vorzugsweise eines Elektro- oder Hybridfahrzeugs. Die Ladevorrichtung umfasst ein Leitsystem, eine Messvorrichtung und einen Laderoboter, wobei der Laderoboter einen Ladestecker aufweist. In einem ersten Schritt A fährt das Fahrzeug in das Leitsystem ein, wobei mindestens zwei Räder des Fahrzeugs in einem zweiten Schritt B durch das Leitsystem fixiert werden. In einem dritten Schritt C ermittelt die Ladevorrichtung eine erste Position P1 einer Fahrzeugachse und positioniert die Messvorrichtung in einer Achsmitte der Fahrzeugachse. In einem vierten Schritt D ermittelt die Ladevorrichtung eine zweite Position P2 einer Ladebuchse des Fahrzeugs und verfährt den Laderoboter in einem fünften Schritt E auf die zweite Position der Ladebuchse. In einem sechsten Schritt führt der Laderoboter den Ladestecker in die Ladebuchse ein und beginnt schließlich in einem siebten Schritt G den Ladevorgang der Traktionsbatterie.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb einer Ladevorrichtung zum Aufladen von Traktionsbatterien von Fahrzeugen, bevorzugt Elektro- oder Hybridfahrzeuge.
  • Stand der Technik
  • Elektrofahrzeuge verfügen üblicherweise über einen elektrischen Energiespeicher, beispielsweise eine Traktionsbatterie, die die elektrische Energie für den Antrieb bereitstellt. Ist dieser elektrische Energiespeicher ganz oder teilweise entladen, so muss das Elektrofahrzeug eine Ladestation ansteuern, an der der Energiespeicher wieder aufgeladen werden kann. Bisher ist es hierzu üblich, dass an einer solchen Ladestation das Elektrofahrzeug mittels einer Kabelverbindung an die Ladestation angeschlossen wird. Diese Verbindung muss nachteilig von einem Benutzer üblicherweise manuell hergestellt werden. Dabei ist es auch erforderlich, dass Ladestation und Elektrofahrzeug ein zueinander korrespondierendes Verbindungssystem aufweisen. Nachteilig ist jedoch, dass die flächendeckende Infrastruktur für Ladesäulen weitestgehend nicht vorhanden ist (außer vereinzelte Pilotprojekte) und sich zurzeit im Aufbau befindet. Laut einer DLR-Studie werden Elektro- und Hybridfahrzeuge in Deutschland überwiegend zu Hause geladen, wobei nachteilig in privaten Haushalten üblicherweise nur Ladeleistungen zwischen 3 (1-phasig) und 11 kW (3-phasig) möglich sind. Die konduktiven Systeme können aufgrund der vorhandenen Stecker (angewandte Normung bei den OEM) nachteilig nur begrenzte Ladeleistungen übertragen, obwohl diese mit über 100 kW Leistung noch deutlich höher als beim nachfolgend erwähnten induktiven Laden ausfallen.
  • Ferner sind vereinzelt auch kabellose Ladesysteme für Elektrofahrzeuge bekannt. Beim induktiven Laden der Elektrofahrzeuge sind im oder auf dem Boden eine oder mehrere Spulen (Sendespulen) verbaut. Weiterhin sind im Elektrofahrzeug ebenfalls eine oder mehrere Spulen (Empfangsspule) angeordnet. Wird ein Elektrofahrzeug über der Sendespule abgestellt, sendet diese ein magnetisches Wechselfeld aus. Das magnetische Wechselfeld wird von der Empfangsspule innerhalb des Fahrzeugs aufgenommen und in elektrische Energie umgewandelt. Mittels dieser elektrischen Energie kann daraufhin durch die kontaktlose Energieübertragung eine Traktionsbatterie des Fahrzeugs geladen werden. Weiterhin kann der Energiespeicher des Elektrofahrzeugs auch zur Rückspeisung verwendet werden. Hierzu kann gegebenenfalls eine Kabelverbindung oder auch eine induktive Leistungsübertragung verwendet werden. Die induktiven Ladesysteme können zurzeit nur kleine Ladeleistungen (z.B. bei Elektrofahrzeugen im Pkw-Segment) übertragen, da die Abhängigkeiten vom Luftspalt und der Positionierung des Fahrzeugs zur Spule großen Einfluss haben. Die Druckschrift DE 10 2011 010 049 A1 offenbart ein solches System zum Laden einer Fahrzeugbatterie, bei dem die Energie induktiv übertragen wird.
  • Unabhängig von dem jeweiligen Ladeverfahren – sei es konduktiv (kabelgebunden) oder induktiv (kabellos) – erwartet der Fahrer einen schnellen Ladevorgang (sog. "Schnellladen", um die Wartezeit während des Ladens so kurz wie möglich zu halten. Schnellladen mit hohen Leistungen ist nach dem Stand der Technik nachteilig nur mit Gleichstrom möglich. Die hohen Ladeleistungen erfordern nachteilig einen größeren Kabelquerschnitt und machen dadurch das Ladekabel unhandlich schwer und unflexibel. Dieser Nachteil wird durch automatisiertes Stecken bzw. automatisiertes Laden (bei dem das Stecken des Ladesteckers automatisch erfolgt) behoben. Bei automatisierten Ladesystemen kann im Prinzip an allen Seiten (Front, Heck, Seite, Dach, Unterboden) eine Ladebuchse am Fahrzeug angebracht werden. Unter anderem wurde in 2015 ein automatisiertes System von VW im nahezu serienreifen Zustand per Roboterarm vorgestellt. Der Zugang zum Fahrzeug erfolgt dabei von der Seite (bevorzugt hinten rechts) und arbeitet mit dem Parkassistenten des Fahrzeugs zusammen. Dieses System ist für Gewerbe und im öffentlichen Raum gedacht. Weitere Systeme bzw. Systemansätze existieren als Studie oder Patent mit Ausprägungen wie Unterbodenroboter, Wand-Schienensysteme für Front- oder Hecklader, Bodenschienen- und Oberleitung-Stromabnehmer-Prinzipien.
  • Beim automatisierten Laden ist die Herausforderung, das Fahrzeug möglichst genau zur Ladestation zu positionieren. Technisch machbare Toleranzen liegen nachteilig derzeit bei +/– 5cm. Für Steckersysteme ist allerdings eine kleine Toleranz erforderlich, um Steckvorgänge mit hoher Anzahl durchführen zu können, die möglichst verschleißarm sind und eine hohe Lebensdauer des Stecksystems beinhalten.
  • Es besteht daher ein Bedarf nach einem Verfahren, durch das die Positionierung des zu ladenden Fahrzeugs erleichtert und toleranzunempfindlicher wird.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Das erfindungsgemäße Verfahren mit dem Kennzeichen des Anspruchs 1 hat u.a. die Vorteile, dass die Positionierung des zu ladenden Fahrzeugs erleichtert und toleranzunempfindlicher wird.
  • Erfindungsgemäß ist dazu ein Verfahren zum Betrieb einer Ladevorrichtung zum Laden eines Energiespeichers eines Fahrzeugs, vorzugsweise eines Elektro- oder Hybridfahrzeugs vorgesehen. Die Ladevorrichtung umfasst ein Leitsystem, eine Messvorrichtung und einen Laderoboter, wobei der Laderoboter einen Ladestecker aufweist. In einem ersten Schritt A fährt das Fahrzeug in das Leitsystem ein, wobei mindestens zwei Räder des Fahrzeugs in einem zweiten Schritt B durch das Leitsystem ausgerichtet und fixiert werden. In einem dritten Schritt C ermittelt die Ladevorrichtung eine erste Position P1 einer Fahrzeugachse und positioniert die Messvorrichtung in einer Achsmitte der Fahrzeugachse. In einem vierten Schritt D ermittelt die Ladevorrichtung eine zweite Position P2 einer Ladebuchse des Fahrzeugs und verfährt den Laderoboter in einem fünften Schritt E auf die zweite Position der Ladebuchse. In einem sechsten Schritt führt der Laderoboter den Ladestecker in die Ladebuchse ein und beginnt schließlich in einem siebten Schritt G den Ladevorgang der Traktionsbatterie. Vorteilhaft an diesem Verfahren ist, dass die Positionierung des Fahrzeugs gegenüber der Ladestation für den Fahrer bzw. das Fahrzeug deutlich erleichtert und somit toleranzunempfindlicher wird. Die Positioniergenauigkeit der Fahrzeugseite wird verbessert und deutlich kleinere Toleranzen als die derzeit geltenden Toleranzen von +/– 5 cm erreicht. Zudem ist weiterhin vorteilhaft, dass bekannte und genormte Stecker und Steckverbinder, die derzeit in der Automobilbranche verwendet werden, ebenfalls zum Einsatz kommen können. Weiterhin ist vorteilhaft, dass durch das Verfahren der Winkelfehler zwischen Fahrzeug und Ladevorrichtung klein gehalten wird. Zusätzlich ist das Verfahren unabhängig von der Spurweite des zu ladenden Fahrzeugs und zudem – im Vergleich zu Ladeverfahren aus dem Stand der Technik – sicherer vor Vandalismus. Weiterhin ermöglicht das Verfahren die Verwendung kurzer Aufbau- und Verbindungstechnik; dies betrifft insbesondere Leistungskabel mit großem Querschnitt zwischen Energieeingang (z.B. Ladebuchse) und Batterie. Dies führt zu einer vorteilhaften Reduktion der Verlustleistung, die insbesondere beim Schnellladen Werte im zweistelligen Kilowattbereich annehmen kann. Ein weiterer Vorteil ergibt sich für den Fahrzeugführer bzw. Fahrer hinsichtlich des erhöhten Komforts beim Ladevorgang. Durch das erfindungsgemäße Leitsystem (mechanisch, elektrisch und elektronisch) wird das Einparken und Positionieren an einer Ladestation unterstützt bzw. selbsttätig durchgeführt. Somit entfällt ein im Fahrzeug werksseitig installierter Parkassistent bzw. ist nicht zwingend notwendig.
  • Durch die in den abhängigen Ansprüchen genannten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen des in dem unabhängigen Anspruch angegebenen Verfahrens möglich.
  • Vorteilhafterweise weist das Leitsystem mindestens zwei Vertiefungen auf, in die die mindestens zwei Räder des Fahrzeugs im ersten Schritt A eingefahren werden. Vergleichbar mit einem herkömmlichen Bremsenprüfstand fährt der Fahrer beispielsweise vorwärts mit den Vorderrädern in zwei Vertiefungen bzw. Mulden ein, wodurch eine vorteilhafte Ausrichtung der Räder erfolgt. Die Vertiefungen sind gerade so tief ausgeführt, dass ein sicheres Fixieren der Vorderräder vorteilhaft gewährleistet ist. Die jeweils einzeln betrachtete Vertiefung für das jeweils eine Vorderrad kann spiegelbildlich auch für das andere Vorderrad vorhanden sein und vorteilhaft für alle Spurweiten und Reifenbreiten zu ladender Fahrzeuge geeignet. Weiterhin können beide Vertiefungen eine feste Verbindung zueinander haben und eine stabile Einheit bilden.
  • Weiterhin ist vorteilhaft, dass das Leitsystem Keile aufweist, durch die das Fahrzeug im zweiten Schritt B fixiert wird. Die Keile fixieren die Räder wodurch das Fahrzeug vorteilhaft zur Achsvermessung vorbereitet ist. Dies eignet sich besonders vorteilhaft für das Laden von Fahrzeugen, deren Ladebuchse am Unterboden befindlich sind und wo die Ladevorrichtung im Boden verbaut ist.
  • Vorteilhaft erfolgt die Ermittlung der ersten Position P1 der Fahrzeugachse durch Messung der Spurweite an den Rädern oder durch Mehrfachabtastung oder Konturerfassung des Fahrzeugs. Dadurch kann die Messvorrichtung genau in der Achsmitte der fixierten Fahrzeugachse positioniert werden und ist somit für die Längsposition exakt kalibriert. Mit diesen Informationen kann der Laderoboter auf die Mitte der Fahrzeug-Längsachse verschoben und kalibriert werden.
  • Der Laderoboter verläuft vorteilhaft entlang einer Fahrzeuglängsachse auf Schienen. Diese Art der Fortbewegung ermöglicht eine hochpräzise Positionierung des Laderoboters mit der gewünschten geringen Positionstoleranz.
  • Vorteilhafterweise weist der Laderoboter mindestens ein Ladekabel oder ein stromübertragendes Schienensystem auf. Das flexible Ladekabel ermöglicht eine vorteilhafte Steuerung des Laderoboters. Die Ausführung mittels stromübertragender Schienensysteme zeichnet sich durch erhöhte Robustheit und geringen Verschleiß aus. Zudem muss bei einem stromübertragenden Schienensystem das Ladekabel nicht durch den Laderoboter mitgeschleppt werden.
  • Weiterhin ist vorteilhaft, dass die zweite Position P2 der Ladebuchse ermittelt wird, indem ein fahrzeugspezifischer RFID ausgelesen wird oder entsprechende Positionsdaten über WLAN oder Bluetooth übertragen werden. Da die Position der Ladebuchse von Fahrzeug zu Fahrzeug variiert, wird somit das Auffinden der Ladebuchse für die Ladevorrichtung vorteilhaft erleichtert. Eine aufwändigere Vermessung jedes einzelnen Fahrzeugs zur Auffindung der Ladebuchse entfällt somit.
  • Vorteilhafterweise können die Positionsdaten der zweiten Position P2 der Ladebuchse auch an einem Terminal oder per App-Steuerung eingegeben werden. Dies ist insofern für den Fall vorteilhaft, wenn eine Übertragung der Position über RFID, WLAN oder Bluetooth versagt.
  • Weiterhin ist vorteilhaft, dass eine Schutzvorrichtung der Ladebuchse durch Kommunikation der Ladevorrichtung mit dem Fahrzeug geöffnet wird. Bei der Schutzvorrichtung kann es sich um eine Ladeklappe, einen Verschluss oder ähnliche Schutzvorrichtungen (z.B. Schiebemechanismen) zum Schutz der Ladebuchse handeln. Sofern die Schutzvorrichtung fahrzeugseitig vorgesehen ist, ist vorteilhaft, wenn die Schutzvorrichtung nur vom Fahrzeug geöffnet bzw. geschlossen wird. Soll der Laderoboter die Funktion des Öffnens und Schließens der Schutzvorrichtung vornehmen, ist am Laderoboter vorteilhafterweise eine Vorrichtung zum Öffnen und Schließen der Schutzvorrichtung vorgesehen.
  • Vorteilhaft ermittelt die Ladevorrichtung eine Raumkoordinate RK der Ladebuchse. Somit kann der Abstand der Ladebuchse zum Ladestecker unabhängig von der Bodenfreiheit des Fahrzeugs präzise ermittelt werden, wodurch der Laderoboter den Ladestecker zielgenau mit der Ladebuchse mit geringer Toleranz verbinden kann. Im Falle der Anordnung der Ladebuchse im Unterboden des Fahrzeugs ermittelt die Ladevorrichtung die Höhenkoordinate der Ladebuchse. Entsprechend der ermittelten Raumkoordinate RK wird nun der Ladestecker vom Laderoboter passgenau in die Ladebuchse eingeführt. Ist die Ladebuchse am Unterboden des Fahrzeugs wird der Ladestecker lagegerecht senkrecht nach oben in die Ladebuchse eingeführt.
  • Vorteilhafterweise ermittelt die Ladevorrichtung die Raumkoordinate RK mittels Lasermessung, wobei die Lasermessung (z.B. mittels LIDAR) eine hohe Präzision gewährleistet.
  • Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden dem Fachmann aus der nachfolgenden Beschreibung beispielhafter Ausführungsformen, die jedoch nicht als die Erfindung beschränkend auszulegen sind, unter Bezugnahme auf die beigelegten Zeichnungen ersichtlich.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Es zeigen:
  • 1: ein schematisches Diagramm der unterschiedlichen Schritte bezüglich des Verfahrens zum Betrieb einer Ladevorrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
  • 2: eine schematische Darstellung eines Querschnitts durch eine Ladevorrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
  • 3: eine schematische Darstellung eines Querschnitts durch eine Ladevorrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
  • Die in den Figuren dargestellten Zeichnungen sind aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht notwendigerweise maßstabsgetreu abgebildet. Gleiche Bezugszeichen bezeichnen im Allgemeinen gleichartige oder gleichwirkende Komponenten.
  • 1 zeigt eine schematische Darstellung des Verfahrens zum Betrieb einer Ladevorrichtung 10 zum Laden eines Energiespeichers 11 eines Fahrzeugs 12. Der Energiespeicher 11 ist vorzugsweise eine Batterie bzw. Traktionsbatterie und bei dem Fahrzeug 12 handelt es sich vorzugsweise um ein Hybrid- oder Elektrofahrzeug. Die Ladevorrichtung 10 umfasst des Weiteren ein Leitsystem 13 und eine Messvorrichtung 15 und einen Laderoboter 16. Messvorrichtung 15 und Laderoboter 16 bilden vorzugsweise eine einzelne Lademesseinheit 23. Die Messeinrichtung 15 wie auch der Laderoboter 16 oder die Lademesseinheit 23 ist auf Schienen 25 verfahrbar angeordnet. Der Laderoboter 16 verfügt über einen Ladestecker 20 und führt dem Ladestecker 20 Strom über ein Kabel oder alternativ über ein stromübertragendes Schienensystem zu, das zum Laderoboter elektrisch entkoppelt ist. Zu Beginn des Verfahrens fährt das Fahrzeug 12 in einem ersten Schritt A in das Leitsystem 13 ein. Das Leitsystem 13 hat mindestens zwei Vertiefungen 21 bzw. Mulden, in die beispielsweise die Vorderräder 14 oder Hinterräder (Räder) 14 des Fahrzeugs 12 einfahren. Durch das Einfahren in die Vertiefungen 21 werden die Fahrzeugräder 14 (vergleichbar mit einem Bremsenprüfstand) ausgerichtet und zumindest teilweise fixiert. Die Vertiefungen 21 sind dabei gerade so tief ausgeführt, dass ein sicheres Fixieren der Räder 14 (Vorder- oder Hinterräder) gewährleistet ist. Dabei haben die Vertiefungen 21 zueinander eine feste Verbindung und können eine stabile Einheit bilden. Zwischen den Vertiefungen 21, in denen die Räder 14 fixiert sind, läuft eine Messvorrichtung 15 und der Laderoboter 16. In einer alternativen Ausführung bilden die Messvorrichtung 15 und der Laderoboter 16 eine gemeinsame Einheit bzw. Lademesseinheit 23. Steht das Fahrzeug 12 still, werden mindestens zwei Räder 14 des Fahrzeugs 12 durch das Leitsystem 13 fixiert. Zu diesem Zweck werden zusätzliche Keile 22 (oder alternativ Rollen) aufgerichtet, die die Räder 14 fixieren bzw. einklemmen. Diese Fixierung kann entweder an den Vorderrädern 14 oder Hinterrädern 14 des Fahrzeugs 12 oder zeitgleich an Vorder- und Hinterrädern ausgeführt werden. Nach erfolgter Fixierung ist das Fahrzeug 12 bzw. seine Fahrzeugachse 17 (Längs- und/oder Querachse) zur Vermessung vorbereitet. In einem dritten Schritt C des Verfahrens ermittelt die Ladevorrichtung 10 eine erste Position P1 einer Fahrzeugachse 17 (Längs- und/oder Querachse). Dabei wird die Position der Querachse des Fahrzeugs 12 beispielsweise durch Messung der Spurweite an den Rädern ermittelt. Zu diesem Zweck wird ein Messkopf 27 der Messvorrichtung 15 etwas nach oben gestellt, um die Position der Räder 14 etwa in der Mitte der Reifenhöhe (zwischen Radaufstand und Felge) zu messen. Alternativ kann eine Mehrfachabtastung bzw. Konturerfassung zur Anwendung kommen, um einen eindeutigen Abstand ermitteln zu können (z.B. im Fall ungleichen Reifen-Luftdrucks). Die Vermessung der Positionen kann durch abscannen der Reifen zwischen Vorder- und Hinterachse nach dem gleichen Schema wie bei der Spurweitenmessung erfolgen und dabei der Mittelpunkt des Fahrzeugs 12 festgestellt werden. Die Messvorrichtung 15 wird in der Achsmitte 18 der fixierten Fahrzeuglängsachse positioniert und ist somit für die Längsposition genau kalibriert. Mit den erhaltenen Informationen kann der Laderoboter 16 auf die Mitte der Querachse verschoben und entsprechend kalibriert werden. Der Laderoboter 16 läuft entlang der Fahrzeuglängsachse 17 auf Schienen 25. Alternativ können die Schienen 25 auch entlang der Fahrzeugquerachse ausgerichtet sein und beliebig lang ausgeführt werden, so dass mehrere Fahrzeuge nebeneinander geladen werden können. Mit einer oder mehreren Ladevorrichtungen 10 können somit auch mehrere Fahrzeuge gleichzeitig (oder zeitversetzt nacheinander) teil- oder vollgeladen werden. Beim Positionieren und Fahren des Laderoboters 16 schleppt dieser das Ladekabel beispielsweise in der Mitte der Schienen 25 mit. Alternativ zum Ladekabel kann der Laderoboter auch über ein stromübertragendes Schienensystem verfügen, das zum Laderoboter 16 elektrisch entkoppelt ist. In einem vierten Verfahrensschritt vermittelt die Ladevorrichtung 10 eine zweite Position P2 der Ladebuchse 19 des Fahrzeugs 12. Dazu ist die Übermittlung der Koordinaten der Ladebuchse 19 fahrzeugseitig notwendig. Zu diesem Zweck kommunizieren Fahrzeug 12 und Ladevorrichtung 10 und es wird anhand des Auslesens eines fahrzeugspezifischen RFID oder der Übermittlung der Daten z.B. per WLAN oder Bluetooth die Position der Ladebuchse 19 an die Ladevorrichtung 10 weitergegeben. Alternativ zur Übermittlung der Positionskoordinaten der Ladebuchse 19 können die Positionsdaten/-koordinaten an einem Terminal oder per App-Steuerung z.B. mittels Smartphone eingegeben werden. Nach Erhalt der genauen Koordinaten der Ladebuchse 19 verfährt die Ladevorrichtung 10 den Laderoboter 16 im fünften Schritt E in Richtung der Ladebuchse 19. Per Kommunikation zwischen Ladevorrichtung 10 und Fahrzeug 12 wird das Öffnen der Schutzvorrichtung 26 (Ladeklappe, Verschluss, Schiebemechanismus, etc.) der Ladebuchse 19 initiiert. Die Ladebuchse 19 kann am Fahrzeugunterboden 28 oder alternativ an der Vorder- oder Rückseite oder seitlich am Fahrzeug 12 vorgesehen sein. Idealerweise wird die Öffnung der Schutzvorrichtung 26 vom Fahrzeug 12 selbst initiiert. Alternativ kann der Laderoboter 16 die Öffnung der Schutzvorrichtung 26 vornehmen. Um den Abstand der Ladebuchse 19 zum Ladestecker 20 des Laderoboters 16 zu ermitteln, ist eine Messung der Raumkoordinate RK notwendig. Ist die Ladebuchse am Unterboden 28 des Fahrzeugs 12 vorgesehen, ist entsprechend die Messung der Höhenkoordinate notwendig. Zur Messung werden eine Lasermessung oder alternative Verfahren zur Distanzmessung vorgenommen. Nach Ermittlung wird der Ladestecker 20 in die Ladebuchse 19 im sechsten Verfahrensschritt F eingeführt. Im Ausführungsbeispiel einer am Unterboden 28 angebrachten Ladebuchse 19 wird der Ladestecker 20 senkrecht nach oben in die Ladebuchse 19 eingeführt. Vorteil des senkrechten Steckens ist die günstige Kompensation der Steckkräfte zu nennen. Fahrzeugmasse und Abstützung des Laderoboters 16 auf dem Untergrund lassen beim Stecken keine Ausweichbewegungen zu. Unter Winkel eingeführte Ladestecker 20 führen zu Reaktionskräften, die abgestützt werden müssen. Über die Ablaufsteuerung erfolgt das Verriegeln der Steckverbindung, die Zustandserfassung der Batterie und Energieübertragungswege. Schließlich wird in einem siebten Schritt G der Ladevorgang der Traktionsbatterie 11 begonnen. Nach Beendigung oder Abbruch des Ladevorgangs wird die Steckverbindung in den Laderoboter 16 zurückgeführt. Bevor der Laderoboter 16 in seine Ausgangsposition zurückfährt, muss die Schutzvorrichtung 26 geschlossen und gesichert werden. Die Statusmeldung "Ladevorgang abgeschlossen" führt zur Entriegelung des Fahrzeugs 12, indem die Keile 22 von den Rädern 14 gelöst werden, wodurch das Fahrzeug 12 wegfahren kann. Je nach Ausführungsform der jeweiligen Ladestation, die die Ladevorrichtung 10 beinhaltet (als Durchfahrlösung oder Ein- und Ausparklösung), kann das Fahrzeug von der Ladestation abfahren.
  • 2 zeigt eine schematische Darstellung eines Querschnitts durch eine Ladevorrichtung 10 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. Gleiche Elemente in Bezug auf 1 sind mit gleichen Bezugszeichen versehen und werden nicht näher erläutert.
  • 2 zeigt eine schematische Darstellung eines Querschnitts durch eine Ladevorrichtung 10 von vorn gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. Gleiche Elemente in Bezug auf die 1 und 2 sind mit gleichen Bezugszeichen versehen und werden nicht näher erläutert.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102011010049 A1 [0003]

Claims (11)

  1. Verfahren zum Betrieb einer Ladevorrichtung (10) zum Laden eines Energiespeichers (11) eines Fahrzeugs (12), vorzugsweise eines Elektro- oder Hybridfahrzeugs, mit einem Leitsystem (13), mit einer Messvorrichtung (15) und einem Laderoboter (16), wobei der Laderoboter (16) einen Ladestecker (20) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass – das Fahrzeug (12) in einem ersten Schritt (A) in das Leitsystem (13) einfährt; – in einem zweiten Schritt (B) mindestens ein Rad (14) des Fahrzeugs (12) durch das Leitsystem (13) fixiert wird; – in einem dritten Schritt (C) die Ladevorrichtung (10) eine erste Position (P1) einer Fahrzeugachse (17) ermittelt und die Messvorrichtung (15) in einer Achsmitte (18) der Fahrzeugachse (17) positioniert wird; – in einem vierten Schritt (D) die Ladevorrichtung (10) einer zweiten Position (P2) einer Ladebuchse (19) des Fahrzeugs (12) ermittelt; – in einem fünften Schritt (E) der Laderoboter (16) auf die zweite Position (P2) der Ladebuchse (19) verfahren wird; – in einem sechsten Schritt (F) der Laderoboter (16) den Ladestecker (20) in die Ladebuchse (19) einführt; – in einem siebten Schritt (G) der Ladevorgang der Traktionsbatterie (11) begonnen wird.
  2. Verfahren zum Betrieb einer Ladevorrichtung (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Leitsystem (13) mindestens zwei Vertiefungen (21) aufweist, in die die mindestens zwei Räder (14) des Fahrzeugs (12) im ersten Schritt (A) eingefahren werden.
  3. Verfahren zum Betrieb einer Ladevorrichtung (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Leitsystem (13) Keile (21) aufweist, durch die das Fahrzeug (12) im zweiten Schritt (B) fixiert wird.
  4. Verfahren zum Betrieb einer Ladevorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Position (P1) der Fahrzeugachse (17) durch Messung der Spurweite an den Rädern (14) ermittelt wird oder durch Mehrfachabtastung oder Konturerfassung des Fahrzeugs (12) erfolgt.
  5. Verfahren zum Betrieb einer Ladevorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Laderoboter (16) entlang einer Fahrzeuglängsachse (24) auf Schienen (25) verläuft.
  6. Verfahren zum Betrieb einer Ladevorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Laderoboter (16) mindestens ein Ladekabel oder ein stromübertragendes Schienensystem aufweist.
  7. Verfahren zum Betrieb einer Ladevorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Position (P2) ermittelt wird, indem ein fahrzeugspezifischer RFID ausgelesen wird oder entsprechende Positionsdaten über WLAN oder Bluetooth übertragen werden.
  8. Verfahren zum Betrieb einer Ladevorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Positionsdaten der zweiten Position (P2) an einem Terminal oder per App-Steuerung eingegeben werden.
  9. Verfahren zum Betrieb einer Ladevorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Schutzvorrichtung (26) der Ladebuchse (19) durch Kommunikation der Ladevorrichtung (10) mit dem Fahrzeug (12) geöffnet wird.
  10. Verfahren zum Betrieb einer Ladevorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ladevorrichtung (10) eine Raumkoordinate (RK) der Ladebuchse (19) ermittelt.
  11. Verfahren zum Betrieb einer Ladevorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ladevorrichtung (10) die Raumkoordinate (RK) mittels Lasermessung ermittelt.
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